JP2010072829A

JP2010072829A - 信号取得システムおよび信号取得装置

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Publication number: JP2010072829A
Application number: JP2008238131A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Ota; 真義太田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】運動体に設置され無線通信により接続された信号取得装置を含む複数の信号取得装置により取得される測定信号を互いに同期させることができる信号取得システムを提供する。
【解決手段】ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２、１２に対して測定条件を無線通信により入力し（ステップＳ１１）、測定条件の設定が完了したことを確認すると（ステップＳ１５）、メモリの不良ブロック検出を実行するためのメモリ確認指令を無線送信する（ステップＳ１６）。そしてホストコンピュータ２１は、信号取得装置２、１２からメモリ確認完了信号を取得すると（ステップＳ１９）、信号取得装置２、１２に対して測定開始指令を無線送信する（ステップＳ２１）。
【選択図】図３

Description

本発明は、信号取得システムに関し、特に、無線通信により信号を送受信する信号取得装置を備える信号取得システムに関する。

従来、回転運動を行う運動体に設置され、運動体とともに回転しながらこの運動体の状態を表す信号を取得する信号取得装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された従来の信号取得装置は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）を構成するプーリーに掛けられたベルト部材の温度または速度等の状態を表す情報を取得して、ホストコンピュータに測定データとして転送するようになっている。この信号取得装置は、ベルト部材の温度または速度等を検出するセンサと、このセンサが検出した検出結果を表す信号を取得してデジタルの測定信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータによって出力された測定信号を無線送信するための送信手段と、を備えている。さらに、信号取得装置は、センサと直接接続されており、ベルト部材とともに回転しながら、ベルト部材の状態を表す信号をセンサから取得するようになっている。

このような構成により、信号取得装置はセンサと一体的に回転できるので、センサのみがベルト部材に設置される場合と比較して、センサから信号取得装置に出力される信号に外部からノイズが加わることを抑制できる。また、ホストコンピュータにおいては、信号取得装置により取得された信号を無線通信により継続的に取得することができるので、ベルト部材の状態をリアルタイムでモニタすることが可能となる。

このような従来の信号取得装置においては、ホストコンピュータとの間で無線通信を実行するようになっており、測定信号を無線で送信するための送信手段と、ホストコンピュータに接続され測定信号を無線で受信するための受信手段との間の通信状態が良好であるならば、信号取得装置からホストコンピュータへ所望の送信速度で測定信号を送信することができる。

また、運動体の状態を表す信号を多点において同期させながら取得し、取得した複数の信号を用いたデータ解析を実行するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

この特許文献２に記載された従来の多点計測システムは、運動体の状態を取得するための複数の信号取得装置と、これらの信号取得装置からデータを収集してデータ解析を実行するホストコンピュータとにより構成されており、複数の信号記録装置は、互いに同期用信号線により接続されていた。
特開２００６−３３７１９９号公報特開２００６−２４２９０８号公報

しかしながら、上述のような特許文献１に記載の従来の信号取得装置にあっては、ホストコンピュータと複数の信号取得装置とが接続されることが考慮されていなかった。そのため、ホストコンピュータがこれらの信号取得装置に信号の取得開始を同時に指示しても、それぞれの信号取得装置が測定信号の記憶を開始するための事前処理にかかる時間が異なるため、複数の信号取得装置のメモリにそれぞれ記憶された測定信号が互いに同期しないという問題があった。

また、特許文献２に記載の多点計測システムにあっては、複数の信号取得装置の同期を取るために、これらの信号取得装置を互いに同期用信号線で接続しなければならなかった。そのため、各信号取得装置を同一の運動体に設置する場合には測定信号の同期をとることができるものの、各信号取得装置を別々の運動体に設置する場合には、測定中に同期用信号線で互いに接続することができず、結果としてそれぞれの測定信号を同期させることができなかった。

本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、運動体に設置され無線通信により接続された信号取得装置を含む複数の信号取得装置により取得される測定信号を互いに同期させることができる信号取得システムを提供することを目的とする。

本発明に係る信号取得システムは、上記目的達成のため、（１）所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を無線通信で送信可能な複数の信号取得装置と、静止部材に設置され、前記複数の信号取得装置から無線送信された信号を取得する固定側制御装置と、を備える信号取得システムであって、前記複数の信号取得装置は、前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、前記測定信号を前記固定側制御装置に無線送信するための測定信号送信手段と、前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備を行う事前処理を実行する記憶制御手段と、前記固定側制御装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、をそれぞれ有し、前記固定側制御装置は、前記事前処理を前記記憶制御手段により実行させるための指令を前記複数の信号取得装置の前記制御手段にそれぞれ無線送信し、すべての前記記憶制御手段による前記事前処理の実行が終了したことを条件に、前記測定信号生成手段による測定信号の生成の開始および前記記憶制御手段による前記測定信号の前記記憶手段への書込みの開始を実行させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする。

この構成により、固定側制御装置が複数の信号取得装置の制御手段に運動体の状態の測定開始を指令すると、それぞれの信号取得装置における測定信号の記憶手段への書込みの開始を同時に開始することが可能となる。これにより、それぞれの記憶手段に書込まれる測定信号が互いに同期されるので、結果として、複数の信号取得装置により取得された測定信号を互いに同期させることができる。

上記（１）に記載の信号取得システムにおいて、（２）前記信号取得装置の制御手段は、前記測定信号生成手段により生成された測定信号を前記記憶手段に書込むよう前記記憶制御手段を制御するとともに、リアルタイムで前記固定側制御装置に無線送信するよう前記測定信号送信手段を制御することを特徴とする。

この構成により、測定中においても固定側制御装置が測定信号を無線通信により取得することができるので、複数の信号取得装置が正常に測定を行っていることを有線接続することなく確認することが可能となる。

上記（２）に記載の信号取得システムにおいて、（３）前記固定側制御装置は、前記測定信号送信手段からリアルタイムで無線送信された測定信号を表示するための表示手段を備えることを特徴とする。

この構成により、固定側制御装置が複数の信号取得装置から取得した測定信号に異常が発生していないか否かを測定中においても表示手段により常時確認することが可能となる。

上記（１）から（３）に記載の信号取得システムにおいて、（４）前記固定側制御装置は、前記運動体の状態の測定を終了させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする。

この構成により、固定側制御装置と信号取得装置とを有線接続することなく固定側制御装置から信号取得装置に測定終了の指令を送信することが可能となる。したがって、有線接続をする場合と異なり、信号取得装置が設置された運動体の運動中においても測定終了の指令を送信することができる。

上記（１）から（４）に記載の信号取得システムにおいて、（５）前記固定側制御装置は、前記複数の信号取得装置による前記運動体の状態の測定が終了したことを条件に、前記記憶手段に記憶された測定信号を無線送信させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする。

この構成により、信号取得装置による運動体の状態の測定終了後に、それぞれの信号取得装置に有線接続することなく測定信号を回収することが可能となる。

また、本発明に係る信号取得システムは、上記目的達成のため、（６）所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を無線通信で送信可能な信号取得装置と、静止部材に設置され、前記静止部材または前記静止部材の近傍に位置する部材の状態を表す信号を測定信号として取得し、前記測定信号を有線通信で送信可能な静止用信号取得装置と、静止部材に設置され、前記信号取得装置から無線送信された信号を取得するとともに、前記静止用信号取得装置から有線送信された信号を取得する固定側制御装置と、を備える信号取得システムであって、前記信号取得装置は、前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、前記測定信号を前記固定側制御装置に無線送信するための測定信号送信手段と、前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を実行する記憶制御手段と、前記固定側制御装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、前記静止用信号取得装置は、前記静止部材または前記静止部材の近傍に位置する部材の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を実行する記憶制御手段と、前記固定側制御装置から有線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、前記固定側制御装置は、前記事前処理を前記記憶制御手段により実行させるための指令を前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置の前記制御手段にそれぞれ送信し、すべての前記記憶制御手段による前記事前処理の実行が終了したことを条件に、前記測定信号生成手段による測定信号の生成の開始および前記記憶制御手段による前記測定信号の前記記憶手段への書込みの開始を実行させるための指令を前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置の前記制御手段に送信するとともに、前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置のいずれもが前記測定信号の前記記憶手段への書込みを開始可能となったタイミングを示す同期トリガ信号を送信し、前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置のうち、少なくとも前記タイミングより早く前記測定信号の前記記憶手段への書込みを開始した装置の前記記憶制御手段は、前記トリガ信号と前記測定信号とを対応付けて前記記憶手段に書込むことを特徴とする。

この構成により、固定側制御装置から信号取得装置および静止用信号取得装置に送信される指令の到達に時間差が生じる場合においても、早く指令が到達する方の記憶手段に、遅く指令が到達する方において測定信号の書込みが開始されるタイミングを表す同期トリガ信号を記憶させることができる。したがって、早く指令が到達する方の記憶手段に記憶された測定信号と、遅く指令が到達する方の記憶手段に記憶された測定信号とを、記憶された同期トリガ信号に基づいて同期させることができる。

上記（１）から（６）に記載の信号取得システムにおいて、（７）前記事前処理を実行させるための指令は、前記記憶手段において書込みが不可能な不良部位を前記記憶制御手段に検出するよう要求する指令を含むことを特徴とする。

この構成により、信号取得装置の事前確認において、各信号取得装置間における所要時間の差が大きい不良部位の検出を完了することができるので、制御装置が各信号取得装置に信号の取得開始を指令した際に、各信号取得装置は時間差を生じることなく取得した信号の記憶を直ちに開始することができる。

本発明に係る信号取得装置は、上記目的達成のため、（８）所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を外部装置に無線通信で送信可能な信号取得装置であって、前記信号取得装置は、前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、前記測定信号を無線送信するための測定信号送信手段と、前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を制御する記憶制御手段と、前記外部装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記事前処理を前記記憶制御手段に実行させるための指令を前記外部装置から受信した場合に前記事前処理を実行し、前記測定信号の書込みを開始させるための指令を前記外部装置から受信した場合には、前記事前処理をすることなく前記測定信号の書込みを開始するよう前記記憶制御手段を制御することを特徴とする。

この構成により、外部装置から測定信号の生成を開始するよう指令を受信した場合には、生成した測定信号を直ちに記憶手段に書込み開始することができるので、記憶手段に記憶された測定信号の測定開始時間を正確に把握することが可能となる。また、複数の信号取得装置が測定信号の書込み開始の指令を同時に受信した場合には、測定信号がそれぞれの記憶手段に同時に書込まれ始めるので、それぞれの記憶手段に記憶された測定信号を同期させることが可能となる。

上記（８）に記載の信号取得装置において、（９）前記信号取得装置の制御手段は、前記測定信号生成手段により生成された測定信号を前記記憶手段に書込むよう前記記憶制御手段を制御するとともに、リアルタイムで前記固定側制御装置に無線送信するよう前記測定信号送信手段を制御することを特徴とする。

この構成により、測定中においても外部装置により測定信号を無線通信により取得することができるので、信号取得装置が正常に測定を行っていることを有線接続することなく外部から確認することが可能となる。

上記（８）または（９）に記載の信号取得装置において、（１０）前記事前処理を実行させるための指令は、前記記憶手段において書込みが不可能な不良部位を前記記憶制御手段に検出するよう要求する指令を含むことを特徴とする。

この構成により、信号取得装置の事前確認において、所要時間の変動が大きい不良部位の検出を完了することができる。したがって、外部装置から測定信号の生成を開始するよう指令を受信した場合には、生成した測定信号を直ちに記憶手段に記憶することができるので、記憶手段に記憶された測定信号の測定開始時間を正確に把握することが可能となる。

本発明によれば、運動体に設置され無線通信により接続された信号取得装置を含む複数の信号取得装置により取得される測定信号を互いに同期させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムを示す概略構成図である。

信号取得システム１は、データロガーを構成する複数の信号取得装置２、１２と、信号取得装置２、１２が測定信号の取得を開始したり終了したりするよう無線により信号取得装置２、１２に指令を送信するホストコンピュータ２１と、を備えている。

信号取得装置２、１２は、車両に搭載されるシャフトや円盤など、所定の回転運動を行う被検査物としての運動体の運動状態を測定し、状態を表す信号を測定信号として後述するホストコンピュータ２１に無線で送信するようになっている。なお、信号取得装置２、１２は、円盤３１、３２の回転速度や応力など温度以外の運動状態を取得するようにしてもよい。

以下、信号取得装置２、１２がクラッチ板やフライホイールなどを構成する円盤３１、３２にそれぞれ設置され、この円盤３１、３２の温度を測定する場合について説明する。また、本実施の形態においては、信号取得システム１が２つの信号取得装置２、１２を備える場合について説明する。なお、円盤３１、３２が、クラッチ板やフライホイールを構成する以外に、その他の車両の部品を構成してもよい。

信号取得装置２は、アナログ信号としてセンサ８により取得された円盤３１の温度を表す測定信号を、デジタルの測定信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３と、デジタル信号に変換された測定信号を記憶するメモリ５と、Ａ／Ｄコンバータ３から出力された測定信号をメモリ５へ書込んだり、メモリ５に記憶された測定データを読出したりする専用処理装置としてのＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）４と、後述するホストコンピュータ２１に無線で測定信号を送信する無線アンテナ７と、全体的な制御を行うとともに後述する処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６と、センサ８により入力されたアナログ信号を増幅する図示しないアンプと、を備えている。

また、信号取得装置１２も同様に、センサ１８から入力された測定信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１３と、メモリ１５と、ＣＰＬＤ１４と、無線アンテナ１７と、制御手段としてのＣＰＵ１６と、を備えている。なお、信号取得装置２、１２の構成はほぼ同一であるため、以下の説明では、信号取得装置２、１２をそれぞれ区別して説明する必要がある場合を除き、信号取得装置２を例にとり説明する。

無線アンテナ７は、例えば、１／４λホイップアンテナにより構成されており、図示しない無線通信モジュールと接続されている。無線通信モジュールは、メモリ５またはＣＰＵ６から測定データを取得すると、無線通信に適した変調方式で変調し、無線アンテナ７に無線信号として出力するようになっている。無線通信モジュールは、例えば、公知の無線通信技術を用いた２．４ＧＨｚ帯の通信機器により構成されている。

ＣＰＵ６は、ホストコンピュータ２１から、測定信号のメモリ５に対する書込み開始および書込み終了を表す信号を無線アンテナ７を介して取得すると、ＣＰＬＤ４を制御して測定信号のメモリ５への書込みを実行したり終了したりする。

また、ＣＰＵ６は、Ａ／Ｄコンバータ３により出力された測定信号が無線アンテナ７を介してリアルタイムでホストコンピュータ２１に送信されるよう、ＣＰＬＤ４および図示しない無線通信モジュールを制御するようになっている。ここで、本実施の形態に係る無線アンテナ７および無線通信モジュールは、本発明に係る測定信号送信手段を構成する。

また、ＣＰＵ６は、ホストコンピュータ２１からの指令により、円盤３１の温度の測定が終了した後に、メモリ５に書込まれた測定データを一括してホストコンピュータ２１に送信するよう、ＣＰＬＤ４および図示しない無線通信モジュールを制御するようになっている。

メモリ５は、例えば、公知のフラッシュメモリにより構成されており、複数のメモリセルにより構成される複数のブロックを有している。

フラッシュメモリは、一般に不良部位として、製造過程で発生する初期の不良ブロックを有しており、また、不良ブロックが経時的に増加する可能性がある。したがって、ＣＰＵ６は、後述するメモリ指令要求がホストコンピュータ２１から無線により入力されると、正常にデータの書込み等を行えないブロック、すなわち不良ブロックの検出をＣＰＬＤ４に実行させるようになっている。

フラッシュメモリの不良ブロックは、例えば、ＣＰＬＤ４が各ブロックの管理情報領域に記憶されている管理情報を取得した際に、これらの管理情報にエラーが含まれているか否かを判断することにより検出される。具体的には、ＣＰＬＤ４は、ＣＰＵ６からメモリ確認指令を取得すると、各ブロックの管理情報領域にアクセスし、管理情報を取得する。その結果、ブロックの不良に起因して管理情報に誤りが生じており、かつ、この誤りが訂正不可能であるならば、ＣＰＬＤ４は、このブロックを不良ブロックであると判断する。

ＣＰＬＤ４は、不良ブロックを検出した場合には、図示しないステータス記憶用メモリに記憶されたブロックステータスにアクセスし、この不良ブロックに対応するブロックステータスに不良ブロックであることを示すフラグを設定するようになっている。ＣＰＬＤ４は、測定信号の書込み時には、このブロックステータスを参照し、不良であることを示すフラグが設定されたブロック以外の良ブロックに書込むようになっている。

なお、経時的な不良ブロックの発生は、同一ブロックに対するデータの書込みおよび読出しの繰り返しに起因する可能性が高い。したがって、ＣＰＬＤ４は、経時的な不良ブロックの発生率を低下させるために、測定信号を書込むブロックを測定毎に変更するなど、公知のメモリ制御を行うようにしてもよい。ここで、本実施の形態に係るＣＰＬＤ４は、本発明に係る記憶制御手段を構成する。

さらに、信号取得装置２は、ＣＰＵ６などに電力を供給するための電源供給装置９を備えている。電源供給装置９は、回転側の電磁結合コイル、電磁誘導回路、充電回路およびバッテリーにより構成されている。また、信号取得装置１２も、同様の構成を有する電源供給装置１９を備えている。

電源供給装置９の電磁結合コイルは、例えば、後述するホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルとの間隔が２ｍｍ以下となった場合に、ホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルと電磁誘導により結合するようになっている。したがって、信号取得装置２は、円盤３１の回転により電源供給装置９の電磁結合コイルとホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルとが接近し、電磁誘導による結合が発生するごとにホストコンピュータ２１から電力を供給される。

電磁誘導回路は、公知の整流回路や平滑回路を有しており、電源供給装置９の電磁結合コイルに生じた起電力に応じた電力を出力するようになっている。充電回路は、電磁誘導回路から出力された電力を、バッテリーに充電するようになっている。

センサ８は、例えば、円盤３１の温度に応じた電圧を発生する熱電対により構成されている。熱電対は図示しないアンプを介してＡ／Ｄコンバータ３と接続されており、熱電対により発生された電圧が測定信号としてＡ／Ｄコンバータ３に入力されるようになっている。なお、本実施の形態に係るセンサ８、１８およびＡ／Ｄコンバータ３、１３は、本発明に係る測定信号生成手段を構成する。

固定側制御装置としてのホストコンピュータ２１は、車両のシャシやボディにおいて、回転運動を行わない部材、すなわち静止部材に設置されている。また、ホストコンピュータ２１は、通信アダプタ２２と接続されており、信号取得装置２、１２および図示しない他のデータ取得装置から通信アダプタ２２を介してリアルタイムで、および測定終了後において測定信号を受信するようになっている。

通信アダプタ２２は、静止部材に設置された無線アンテナ２３、２４と接続されており、信号取得装置２、１２の無線アンテナ７、１７により無線信号としてそれぞれ送信された測定信号を、無線アンテナ２３、２４を介してそれぞれ取得し、ホストコンピュータ２１に転送するようになっている。

無線アンテナ２３、２４は、図示しない無線通信モジュールと接続されている。無線通信モジュールは、無線アンテナ２３、２４から取得した測定データに対し、周波数変換や増幅などを行い、通信アダプタ２２を介してホストコンピュータ２１に出力するようになっている。無線通信モジュールは、例えば、公知の無線通信技術を用いた２．４ＧＨｚ帯の通信機器により構成されている。また、この通信モジュールは、ホストコンピュータ２１から信号取得装置２、１２に対し後述するメモリ確認指令や測定開始指令を送信する際に、これらの指令を表す信号を２．４ＧＨｚ帯の信号に変換して、無線アンテナ２３、２４に送信するようになっている。

また、ホストコンピュータ２１は、図示しない充電装置と接続されている。この充電装置は、コントローラおよびホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルを有しており、信号取得装置２、１２からホストコンピュータ２１に対し充電要求を表す信号が送信された場合には、ホストコンピュータ２１は、ホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルに電流が供給されるようコントローラを制御し、電源供給装置９の電磁結合コイルとホストコンピュータ２１側の電磁結合コイルとが２ｍｍ以下に接近した際に電磁誘導により結合されるようになっている。

信号取得装置２の無線アンテナ７と、ホストコンピュータ２１に接続された無線アンテナ２３との間の電波状態は、アンテナの指向性や、円盤３１の回転角度によって変化する。したがって、図示しない無線通信モジュールは、電波状態が悪化した場合に送信する測定データを間引き、無線アンテナ７から無線アンテナ２３への転送レートを下げるようにしてもよい。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムの特徴的な構成について、図１および図２を参照して説明する。

信号取得システム１を構成するホストコンピュータ２１のＣＰＵは、メモリ５、１５における書込み開始前の事前処理をＣＰＬＤ４、１４に実行させるための指令を複数の信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６にそれぞれ無線送信し、それぞれのＣＰＬＤ４、１４による事前処理の実行が終了したことを条件に、センサ８、１８およびＡ／Ｄコンバータ３、１３による測定信号の生成の開始およびＣＰＬＤ４、１４による測定信号のメモリ５、１５への書込みの開始を実行するよう複数の信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６に指令を無線送信するようになっている。

具体的には、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２に測定条件が設定されたことを確認すると、無線アンテナ２３、２４を介して信号取得装置２、１２に書込みの開始準備をする事前処理として、メモリ５、１５の不良ブロックを検出するようメモリ確認指令を送信する。

図２（ａ）は、少数の不良ブロックを含むメモリを示す図であり、図２（ｂ）は、多数の不良ブロックを含むメモリを示す図である。

図２（ａ）および（ｂ）に複数の升目で示すブロックを有するメモリには、ブロックの一部にかかる不良領域３５が形成されており、この不良領域３５にかかっているブロックが不良ブロックとして扱われる。

図２（ａ）に示すような不良領域３５の少ない、すなわち不良ブロックの少ないメモリＡに対するメモリ確認には、約６０ｍｓｅｃ必要とする。これに対し、図２（ｂ）に示すような不良領域３５の多い、すなわち不良ブロックの多いメモリＢに対するメモリ確認には、約９０ｍｓｅｃ必要とする。つまり、不良ブロックの検出には、個体差に応じて３０ｍｓｅｃの差が生じることがある。

このため、本実施の形態に係る信号取得システムにおいては、ホストコンピュータ２１（図１参照）のＣＰＵは、測定開始前に予め各信号取得手段に対しメモリ確認指令を送信するようになっている。また、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２、１２のいずれからもメモリ確認が終了したことを表す確認完了信号を受信したことを条件に、すなわち、ＣＰＬＤ４、１４による事前処理の実行が終了したことを条件に、各信号取得装置２、１２に対して測定開始指令を送信するようになっている。したがって、ホストコンピュータ２１が各信号取得装置２、１２に測定開始指令を送信する際には、各メモリの個体差によって生じる３０ｍｓｅｃの時間差がすでに解消されていることとなる。

図１に戻り、各信号取得装置２、１２は、ホストコンピュータ２１から測定開始指令を受信した際には、上記のようにすでにメモリ５、１５の不良ブロックの検出を終了しているので、即座に測定開始を実行することが可能となる。

この場合、信号取得装置２と信号取得装置１２との間において、測定開始指令を受信してからデータの書込みおよび送信を開始するまでにかかる時間の差は、０μｓｅｃ〜５μｓｅｃとなる。この５μｓｅｃの時間差は、周波数領域において２００ＫＨｚに相当するが、本実施の形態に係るＡ／Ｄコンバータ３、１３の通常のサンプリング周波数である１００ＫＨｚと比較して十分大きい値であるため、測定信号のサンプリングの結果にほぼ影響を及ぼさない。

図３は、本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムにおけるシーケンス図である。

ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２および１２における測定条件を入力される（ステップＳ１１）。具体的には、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２および１２において測定時に使用するサンプリング周波数、チャンネル数、および取得した信号に対するゲインを図示しないメモリに記憶する。これらの設定条件は、利用者によりキーボードなどの入力装置を介して入力されるようになっている。

次に、ホストコンピュータ２１は、入力された測定条件を無線通信によって各信号取得装置２および１２に送信する（ステップＳ１２）。

具体的には、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定条件を表す信号を通信アダプタ２２を介して図示しない無線通信モジュールに伝送する。無線通信モジュールは、伝送された信号を、２．４ＧＨｚ帯の高周波信号に変換し、無線高周波信号として無線アンテナ２３および２４から信号取得装置２および１２にそれぞれ送信する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、測定条件の設定を行う（ステップＳ１３）。具体的には、まず、信号取得装置２、１２の無線アンテナ７、１７は、ステップＳ１２において無線アンテナ２３、２４から送信された無線高周波信号をそれぞれ受信し、図示しない無線通信モジュールに高周波信号として入力する。無線通信モジュールは、入力された高周波信号から測定条件を表すもとの信号を生成する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、無線通信モジュールにより生成された信号に応じてサンプリング周波数、チャンネル数、およびゲインを決定し、Ａ／Ｄコンバータ３、１３にこれらの測定条件を設定する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、測定条件の設定が完了したことを表す設定完了信号をホストコンピュータ２１のＣＰＵにそれぞれ送信する（ステップＳ１４）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、Ａ／Ｄコンバータ３、１３に対するサンプリング周波数などの各測定条件の設定が終了すると、図示しない無線通信モジュールに設定完了信号を出力する。無線通信モジュールは、設定完了信号を２．４ＧＨｚの高周波信号に変換し、無線高周波信号として無線アンテナ７、１７を介して送信する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、設定完了の確認を実行する（ステップＳ１５）。

具体的には、ステップＳ１４において信号取得装置２、１２の無線アンテナ７、１７から送信された無線高周波信号は、無線アンテナ２３、２４によりそれぞれ受信され、図示しない無線通信モジュールによりもとの設定完了信号に変換される。そして、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、無線通信モジュールからこの設定完了信号を取得する。

また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、すべての信号取得装置から設定完了信号を取得したか否かを判断する。本実施の形態においては、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２および１２のいずれからも設定完了信号を取得したか否かを判断する。ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２のいずれからも設定完了信号を取得したと判断すると、設定完了の確認を終了する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、メモリ確認指令を無線通信によって信号取得装置２、１２に送信する（ステップＳ１６）。ホストコンピュータ２１から各信号取得装置２、１２へのメモリ確認指令の送信手順は、上述のステップＳ１２における測定条件の無線送信と同様に行われる。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、不良ブロックの検出を実行する（ステップＳ１７）。
具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、メモリ確認指令を表す信号を取得すると、ＣＰＬＤ４、１４に対し、メモリ５、１５の不良ブロックの検出をそれぞれ開始するよう制御する。

不良ブロックの検出方法は、上記のように、各ブロックの管理情報領域にアクセスし、これらの管理情報領域に記録されている管理情報に訂正不可能なエラーが含まれているか否かにより判断するなど、公知の検出方法に従って行われる。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＬＤ４、１４は、不良ブロックを記憶する（ステップＳ１８）。具体的には、不良ブロックを検出すると、ＣＰＬＤ４、１４が備える図示しないステータス記憶用メモリにおいて、不良ブロックのアドレスに対応するブロックステータスに不良ブロックを表すフラグを設定する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４による不良ブロックの検出が終了すると、確認完了信号を送信する（ステップＳ１９）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４から不良ブロックの検出終了の信号を取得すると、ホストコンピュータ２１に対して確認完了信号を送信する。この送信手順は、上述のステップＳ１４における設定完了信号の送信と同様に実行される。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、すべての信号取得装置２、１２から確認完了信号を取得したか否かを判断する。ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、すべての信号取得装置２、１２から確認完了信号を取得したと判断すると、確認完了手続きを終了する（ステップＳ２０）。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定開始指令を送信する（ステップＳ２１）。具体的には、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定開始指令を表す信号を通信アダプタ２２を介して図示しない無線通信モジュールに送信する。無線通信モジュールは、伝送された信号を２．４ＧＨｚ帯の高周波信号に変換し、無線アンテナ２３および２４から無線高周波信号として信号取得装置２、１２にそれぞれ送信する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、円盤３１、３２の温度の測定をそれぞれ開始する（ステップＳ２２）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、無線アンテナ７、１７を介して測定開始指令を表す信号を取得すると、センサ８、１８により入力されるアナログ信号をサンプリングするようＡ／Ｄコンバータ３、１３を制御する。そして、Ａ／Ｄコンバータ３、１３は、ステップＳ１３で設定されたサンプリング周波数を用いて、センサ８から入力されたアナログ信号をサンプリングし、デジタルの測定信号としてＣＰＬＤ４、１４に出力する。

そして、ＣＰＬＤ４、１４は、取得した測定信号をメモリ５、１５に書込む。このとき、ＣＰＬＤ４、１４は、ステータス記憶用メモリに記憶された不良ブロックを表すフラグを参照し、不良ブロック以外のブロックに測定信号を書込む。

この時、信号取得装置２、１２においては、すでに不良ブロックの検出が終了しているので、測定信号がメモリ５、１５に同時に書込まれ始める。

同時に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４が取得したデジタルの測定信号を、図示しない無線通信モジュールにより無線高周波信号に変換し、無線アンテナ７、１７を介して送信する（ステップＳ２３）。

また、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２、１２に測定停止指令を無線送信するとともに、メモリ５、１５に記憶された測定信号を無線通信により送信するよう転送指令を無線送信する。なお、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２、１２に測定停止指令を送信する代わりに、ステップＳ１２の測定条件に測定時間を含めるようにしてもよい。

図９は、事前処理が実行される前に測定開始指令を行う従来の信号取得システムのシーケンス図であり、ここで従来の信号取得システムについて説明する。なお、従来の信号取得システムが備えるホストコンピュータ８１および信号取得装置７１、７２の構成は、上述した信号取得システム１のホストコンピュータ２１および信号取得装置２、１２と同様とする。

ホストコンピュータ８１のＣＰＵは、ステップＳ３１ないしステップＳ３５において、信号取得装置７１、７２に測定条件の設定を行うため、上述したステップＳ１１ないしステップＳ１５と同様の処理を実行する。

次に、従来のホストコンピュータ８１のＣＰＵは、信号取得装置７１、７２に対し、測定開始指令を無線通信により送信する（ステップＳ３６）。

信号取得装置７１のＣＰＵは、ホストコンピュータ８１から測定開始指令を受信すると、事前処理として不良ブロックの検出を開始する（ステップＳ３７）。次に、信号取得装置７１のＣＰＬＤは、ステップＳ３７において検出された不良ブロックのアドレスを図示しないステータス記憶用メモリに記憶する（ステップＳ３８）。

そして、信号取得装置７１のＣＰＵは、円盤の温度の測定を開始し（ステップＳ３９）、測定データをメモリに記憶するとともに、高周波信号としてホストコンピュータ８１に送信する（ステップＳ４０）。

一方、信号取得装置７２のＣＰＵも、ホストコンピュータ８１からの測定開始指令を、信号取得装置７１とほぼ同時に受信すると、事前処理として不良ブロック検出を開始する（ステップＳ４１）。このとき、信号取得装置７１のメモリに含まれる不良ブロック数と信号取得装置７２のメモリに含まれる不良ブロック数は一般に異なっている。例えば、信号取得装置７２のメモリに含まれる不良ブロック数が、信号取得装置７１のメモリに含まれる不良ブロック数よりも多いとする。この場合、信号取得装置７２がステップＳ４１において実施する不良ブロックの検出に要する時間は、信号取得装置７１がステップＳ３７において実施する不良ブロックの検出に要する時間よりも長くかかることとなる。

その結果、ステップＳ３９において信号取得装置７１が測定を開始し、測定信号をメモリに書込み開始する時間と、ステップＳ４３において信号取得装置７２が測定を開始し、測定信号としてメモリに書込み開始する時間とは、事前処理にかかる時間差ΔＴが解消されずにそのまま残ることとなる。同様に、信号取得装置７１が測定データをホストコンピュータ８１に送信開始する時間と、信号取得装置７２が測定データをホストコンピュータ８１に送信開始する時間も、ΔＴの差が生じることとなる。

したがって、従来の信号取得システムにおいては、事前処理が実行される前に測定開始指令を行うため、各信号取得装置７１、７２の同期を取ることができない。このため、ホストコンピュータ８１においてリアルタイムでこれらの測定データを同期させて解析したり、測定終了後にホストコンピュータ８１が各信号取得装置７１、７２のメモリに記憶された測定データを取得し、取得した測定データを同期させてデータ解析することが困難であった。

図３に再び戻り、本実施の形態における信号取得システムは、従来の信号取得システムに対し、上述のように、ホストコンピュータ２１のＣＰＵが、各信号取得装置２、１２に対して測定条件の設定を行うと、測定開始指令を送信する前に、これらの信号取得装置２、１２に対してメモリ確認指令を送信するようになっている。

この結果、信号取得装置２、１２において、ホストコンピュータ２１から測定開始指令を受信すると、いずれの信号取得装置２、１２においても即座に測定を開始することができるので、メモリへの測定信号の書込みを同時に開始することが可能となるとともに、ホストコンピュータ２１に対するデータ送信の開始も同時に開始することが可能となる。

図４は、本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムの設置例を示す図である。

この設置例において、信号取得装置６１、６２は、左右のドライブシャフト６３Ｌ、６３Ｒにそれぞれ設置され、それぞれのドライブシャフト６３Ｌ、６３Ｒの回転速度、応力、またはトルクなどを測定するようになっている。

ホストコンピュータ６４は、上述した方法により、信号取得装置６１、６２から無線によりリアルタイムで測定データを取得することができる。したがって、利用者は、測定中においても測定が正常に行われているか否かをホストコンピュータ６４の画面により確認することが可能となる。

また、ホストコンピュータ６４は、上述した方法により、信号取得装置６１および６２に対して同時に測定データの書込みを開始させることができるので、測定終了後に信号取得装置６１および６２のメモリにそれぞれ記憶されている測定信号を取得した際に、それぞれの測定信号の時間合わせを容易に行うことが可能となる。したがって、ホストコンピュータ６４は、信号取得装置６１および６２からそれぞれ取得した測定データに基づいて、左側のドライブシャフト６３Ｌと右側のドライブシャフト６３Ｒとにおける速度変動、応力変動またはトルク変動などの相関関係を正確に算出することができる。

なお、図４に示した信号取得システムの設置例は、測定を実施する際にのみ車載される構成を示した。しかしながら、本実施の形態に係る信号取得システムは、車両に常時搭載されるための構成を有するようにしてもよい。この場合、車載されているいずれかの既存のＥＣＵがホストコンピュータを代用するようにするのが好ましい。

以上のように、本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システム１は、ホストコンピュータ２１が複数の信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６に円盤３１、３２の状態の測定開始を指令すると、それぞれの信号取得装置２、１２における測定信号のメモリ５、１５への書込みの開始を同時に開始することが可能となる。これにより、それぞれのメモリ５、１５に書込まれる測定信号が互いに同期されるので、結果として、複数の信号取得装置２、１２により取得された測定信号を互いに同期させることができる。

また、測定中においてもホストコンピュータ２１が測定信号を無線通信により取得することができるので、複数の信号取得装置２、１２が正常に測定を行っていることを有線接続することなく確認することが可能となる。また、ホストコンピュータ２１と信号取得装置２、１２とを有線接続することなくホストコンピュータ２１から信号取得装置２、１２に測定終了の指令を送信することが可能となる。したがって、有線接続をする場合と異なり、信号取得装置２、１２が設置された円盤３１、３２の運動中においても測定終了の指令を送信することができる。

また、ホストコンピュータ２１が複数の信号取得装置２、１２から取得した測定信号に異常が発生していないか否かを測定中においてもモニタにより常時確認することが可能となる。また、信号取得装置２、１２による円盤３１、３２の状態の測定終了後に、それぞれの信号取得装置２、１２に有線接続することなく測定信号を回収することが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、ホストコンピュータ２１が、円盤３１、３２などの運動体に設置された信号取得装置２、１２からそれぞれ信号を取得する場合について説明しているが、これに限定されず、次に説明する第２の実施の形態のように、本発明に係るホストコンピュータ２１が運動体に固定された信号取得装置および静止部材に固定された信号取得装置から無線通信および有線通信によりそれぞれ信号を取得するようにしてもよい。

（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムについて、図５ないし図８を参照して説明する。

なお、第２の実施の形態に係る信号取得システムの構成は、上述の第１の実施の形態に係る信号取得装置の構成とほぼ同様であり、各構成要素については、図１に示した第１の実施の形態と同様の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムを示す概略構成図である。

本実施の形態において、信号取得システム４１のホストコンピュータ２１は、信号取得装置２および１２から無線通信により測定データを取得する。

信号取得システム４１は、さらに、車両のシャシやボディなど回転運動を行わない静止部材に固定された静止用の信号取得装置４２を備えており、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置４２から通信アダプタ２２を介して有線通信により測定信号を取得したり各指令を送信したりするようになっている。信号取得装置４２は、設置される静止部材または静止部材の近傍に位置する運動体などの部材の状態を表す信号を測定信号として取得するようになっており、信号取得装置２と同様に、Ａ／Ｄコンバータ、ＣＰＬＤ、メモリ、ＣＰＵを備えている。

以下、本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムの特徴的な構成について、図５を参照して説明する。

ホストコンピュータ２１のＣＰＵが、信号取得装置２、１２および４２に測定開始指令を送信した場合、無線通信により測定開始指令を受信する信号取得装置２、１２と、有線通信により測定開始指令を受信する信号取得装置４２では、測定開始指令が到達する時刻が異なる。そのため、信号取得装置２、１２のメモリ５、１５に記憶された測定信号と、信号取得装置４２の図示しないメモリに記憶された測定信号とは、測定開始時刻が互いにずれている。

そこで、本実施の形態におけるホストコンピュータ２１のＣＰＵは、円盤３１、３２に設置された信号取得装置２、１２において測定信号の書込みが開始されるタイミングで同期トリガ信号が信号取得装置４２に到達するよう同期トリガ信号を生成するようになっている。

また、信号取得装置４２の図示しないメモリは、センサ４８により取得した測定信号と併せて、ホストコンピュータ２１から取得した同期トリガ信号を記憶するようになっている。したがって、測定終了後に各信号取得装置２、１２に記憶された測定信号の時間を同期させてデータ解析する際に、互いの測定信号において測定時間が一致している時点を容易に識別することが可能となり、正確なデータ解析を実行することができる。

同期トリガ信号は、ホストコンピュータ２１のＣＰＵにより送信された各指令が信号取得装置２、１２に到達する時間と、信号取得装置４２に到達する時間との差を予め実験的な測定により求めておき、ホストコンピュータ２１のＣＰＵが各指令を信号取得装置２、１２および４２に送信した後、この求められた時間差が経過した時点で生成されるようにする。

したがって、本実施の形態に係るホストコンピュータ２１は、センサ８、１８およびＡ／Ｄコンバータ３、１３による測定信号の生成の開始およびＣＰＬＤ４、１４による測定信号のメモリ５、１５への書込みの開始を実行するよう複数の信号取得装置２、１２および４２のＣＰＵに指令を送信した後、信号取得装置２、１２および４２のうち測定信号のメモリへの記憶の開始が遅く開始される方において記憶が開始されるタイミングで、早く開始される方に同期トリガ信号が到達するよう、同期トリガ信号を生成し送信するようになっている。つまり、本発明において、信号取得装置および静止用信号取得装置のいずれもが測定信号の記憶手段への書込みを開始可能となったタイミングを示す同期トリガ信号を送信するとは、同期トリガ信号の伝送に必要な所要時間も考慮して送信することを意味する。

図６は、本発明の第２の実施の形態に係る測定データと同期トリガ信号との時間関係を表す図である。

図６（ａ）は、メモリ５または１５に記憶される測定信号を表している。図６（ｂ）は、１Ｖのステップ信号により形成された同期トリガ信号を表している。図６（ｃ）は、信号取得装置４２のメモリに記憶される測定信号を表している。

ホストコンピュータ２１のＣＰＵが測定開始指令を送信すると、ホストコンピュータ２１と有線通信により信号の送受信を行う信号取得装置４２は、時刻Ｔ_０において測定信号の記憶を開始する（実線５３参照）。これに対し、ホストコンピュータ２１と無線通信により信号の送受信を行う信号取得装置２、１２は、時刻Ｔ_１において測定信号の記憶が開始される（実線５１参照）。

ここで、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置４２への信号到達時間を考慮して、時刻Ｔ１において同期トリガ信号が信号取得装置４２に到達するよう、同期トリガ信号を生成する（実線５２参照）。

信号取得装置４２は、時刻Ｔ_１における測定信号と対応付けて同期トリガ信号を記憶するようになっている。

したがって、利用者が、測定終了後に各信号取得装置２、１２および４２のメモリに記憶された測定信号を同期させて周波数解析などのデータ解析を行う際に、信号取得装置４２のメモリに記憶されている測定信号のうち、同期トリガ信号と対応付けられた時刻の測定信号を、信号取得装置２、１２のメモリ５、１５に記憶された測定信号のうち先頭の測定信号と時間軸上で一致させることにより、各測定信号の時間を一致させることが可能となり、正確なデータ解析を行うことが可能となる。

図７は、本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムにおけるシーケンス図である。

まず、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２および１２における測定条件を入力する（ステップＳ５１）。具体的には、ホストコンピュータ２１は、信号取得装置２および１２において測定時に使用するサンプリング周波数、チャンネル数、および取得した信号に対するゲインを図示しないメモリに記憶する。これらの設定条件は、利用者によりキーボードなどの入力装置を介して入力されるようになっている。

次に、ホストコンピュータ２１は、入力された測定条件を無線通信によって各信号取得装置２、１２に送信する（ステップＳ５２）。

具体的には、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定条件を表す信号を通信アダプタ２２を介して図示しない無線通信モジュールに伝送する。無線通信モジュールは、伝送された信号を、２．４ＧＨｚ帯の高周波信号に変換し、無線高周波信号として無線アンテナ２３および２４から信号取得装置２および１２にそれぞれ送信する。同時に、ホストコンピュータ２１は、通信アダプタ２２を介して信号取得装置４２に測定条件を表す信号を有線通信により送信する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、測定条件の設定を行う（ステップＳ５３）。具体的には、まず、信号取得装置２、１２の無線アンテナ７、１７は、ステップＳ５２において無線アンテナ２３、２４から送信された無線高周波信号をそれぞれ受信し、図示しない無線通信モジュールに高周波信号として入力する。無線通信モジュールは、入力された高周波信号から測定条件を表すもとの信号を生成する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、無線通信モジュールにより生成された信号に応じてサンプリング周波数、チャンネル数、およびゲインを決定し、Ａ／Ｄコンバータ３、１３にこれらの測定条件を設定する。同様に、信号取得装置４２のＣＰＵは、サンプリング周波数、チャンネル数、およびゲインを決定し、Ａ／Ｄコンバータに設定する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、測定条件の設定が完了したことを表す設定完了信号をホストコンピュータ２１のＣＰＵにそれぞれ送信する（ステップＳ５４）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、Ａ／Ｄコンバータ３、１３に対するサンプリング周波数などの各測定条件の設定が終了すると、図示しない無線通信モジュールに設定完了信号を出力する。無線通信モジュールは、設定完了信号を２．４ＧＨｚの高周波に変換し、無線高周波信号として無線アンテナ７、１７を介して送信する。また、信号取得装置４２は、有線通信により通信アダプタ２２を介して設定完了信号をホストコンピュータ２１のＣＰＵに送信する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、設定完了の確認を実行する（ステップＳ５５）。

具体的には、ステップＳ５４において信号取得装置２、１２の無線アンテナ７、１７から送信された無線高周波信号は、無線アンテナ２３、２４によりそれぞれ受信され、図示しない無線通信モジュールにより設定完了信号に変換される。そして、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、無線通信モジュールからこの設定完了信号を取得する。

また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、通信アダプタ２２を介して信号取得装置４２から設定完了信号を取得する。

また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、すべての信号取得装置２、１２および４２から設定完了信号を取得したか否かを判断する。本実施の形態においては、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２および４２のいずれからも設定完了信号を取得したか否かを判断する。ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２および４２のいずれからも設定完了信号を取得したと判断すると、設定完了の確認を終了する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、メモリ確認指令を無線通信によって信号取得装置２、１２に送信する（ステップＳ５６）。ホストコンピュータ２１から各信号取得装置２、１２へのメモリ確認指令の送信手順は、上述のステップＳ１２における測定条件の無線送信と同様に行われる。また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置４２に対し、メモリ確認指令を有線通信によって送信する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、不良ブロックの検出を実行する（ステップＳ５７）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、メモリ確認指令を表す信号を取得すると、ＣＰＬＤ４、１４に対し、メモリ５、１５の不良ブロックの検出をそれぞれ開始するよう制御する。同様に、信号取得装置４２のＣＰＵは、メモリ確認指令を表す信号を取得すると、ＣＰＬＤに対し、メモリの不良ブロックの検出を開始するよう制御する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＬＤ４、１４は、不良ブロックを記憶する。具体的には、不良ブロックを検出すると、ＣＰＬＤ４、１４が備える図示しないステータス記憶用メモリにおいて不良ブロックのアドレスに対応するブロックのステータスに不良ブロックを表すフラグを設定する（ステップＳ５８）。また、信号取得装置４２のＣＰＬＤも、メモリのステータス記憶領域に不良ブロックのアドレスを記憶する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４による不良ブロックの検出が終了すると、確認完了信号を送信する（ステップＳ５９）。

具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４から不良ブロックの検出終了の信号を取得すると、ホストコンピュータ２１に対して確認完了信号を送信する。この送信手順は、上述のステップＳ１４における設定完了信号の送信と同様に実行される。一方、信号取得装置４２のＣＰＵは、有線通信によりホストコンピュータ２１に対して確認完了信号を送信する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、すべての信号取得装置２、１２および４２から確認完了信号を取得したか否かを判断する。ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２および４２のいずれからも確認完了信号を取得したと判断すると、確認完了手続きを終了する（ステップＳ６０）。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定開始指令を送信する（ステップＳ６１）。具体的には、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、測定開始指令を表す信号を通信アダプタ２２を介して図示しない無線通信モジュールに送信する。無線通信モジュールは、伝送された信号を２．４ＧＨｚ帯の高周波信号に変換し、無線アンテナ２３および２４から無線高周波信号として信号取得装置２、１２にそれぞれ送信する。また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、有線通信により信号取得装置４２に測定開始指令を送信する。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、円盤３１、３２の温度の測定をそれぞれ開始する（ステップＳ６２）。具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、無線アンテナ７、１７を介して測定開始指令を表す信号を取得すると、センサ８、１８により入力されるアナログ信号をサンプリングするようＡ／Ｄコンバータ３、１３を制御する。そして、Ａ／Ｄコンバータ３、１３は、ステップＳ５３で設定されたサンプリング周波数を用いて、センサ８から入力されたアナログ信号をサンプリングし、デジタルの測定信号としてＣＰＬＤ４、１４に出力する。

なお、上記のとおり、この時点では信号取得装置４２において測定信号のメモリへの書込みが既に開始されている。

また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置４２に対し同期トリガ信号を出力する（ステップＳ６３）。この同期トリガ信号は、上記のように、同期トリガ信号が信号取得装置４２に到達した時点においてセンサからＡ／Ｄコンバータに入力された測定信号と対応付けられてメモリに記憶される。

次に、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、測定信号をメモリ５、１５に記憶させる（ステップＳ６４）。具体的には、信号取得装置２、１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４を制御して、取得した測定信号をメモリ５、１５に書込ませる。このとき、ＣＰＬＤ４、１４は、ステータス記憶用メモリに記憶された不良ブロックを表すフラグを参照し、測定信号を良ブロックに記憶する。このとき、信号取得装置４２のＣＰＵも、測定信号がメモリに記憶されるようＡ／ＤコンバータやＣＰＬＤを制御する。

次に、信号取得装置２および１２のＣＰＵ６、１６は、ＣＰＬＤ４、１４が取得したデジタルの測定信号を、図示しない無線通信モジュールにより無線高周波信号に変換し、無線アンテナ７、１７を介して送信する（ステップＳ６５）。同様に、信号取得装置４２のＣＰＵは、ＣＰＬＤが取得した測定信号を有線通信によりホストコンピュータ２１に送信する。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、それぞれの信号取得装置２、１２および４２から取得した測定信号を表示手段としてのディスプレイに表示させる（ステップＳ６６）。このとき、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、これらの測定信号を組み合わせてデータ解析を行った結果を表示させるようにしてもよい。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２に対して測定停止指令を無線通信により送信する（ステップＳ６７）。また、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置４２に対しても有線通信により測定停止指令を送信する。信号取得装置２、１２および４２のＣＰＵは、測定停止指令を受信したならば、センサ８、１８および４８により測定された測定信号のメモリへの書込みおよびホストコンピュータ２１への送信を停止する（ステップＳ６８）。

次に、ホストコンピュータ２１のＣＰＵは、信号取得装置２、１２および４２に対してデータ転送指令を送信する（ステップＳ７０）。信号取得装置２、１２および４２は、データ転送指令を受信したならば、それぞれのメモリに記憶された測定信号をホストコンピュータ２１に対して送信する（ステップＳ７１）。このとき、信号取得装置４２は、測定信号をステップＳ６３により取得した同期トリガ信号と対応付けてホストコンピュータ２１に対して送信する。

次に、信号取得装置２、１２および４２は、メモリに記憶されたすべての測定信号の転送を終了したならば、ホストコンピュータ２１に対して送信完了信号を送信する（ステップＳ７２）。

以上のように、本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムにおいては、ホストコンピュータ２１から信号取得装置２、１２および静止用信号取得装置４２に送信される指令の到達に時間差が生じる場合においても、早く指令が到達する方のメモリに、遅く指令が到達する方において測定信号の書込みが開始されるタイミングを表す同期トリガ信号を記憶させることができる。したがって、早く指令が到達する方のメモリに記憶された測定信号と、遅く指令が到達する方のメモリに記憶された測定信号とを、記憶された同期トリガ信号を参照することにより同期させることができる。

また、以上の説明においては、ホストコンピュータ２１のＣＰＵが静止部材に固定された信号取得装置４２に同期トリガ信号を送信する場合について説明したが、これに限定されず、すべての信号取得装置に同期トリガ信号を送信してもよい。また、ホストコンピュータ２１から送信される同期信号が、静止部材に固定された信号取得装置４２より円盤３１、３２に設置された信号取得装置２、１２に先に到達する場合には、信号取得装置２、１２に対して同期トリガ信号を送信するようにする。

なお、以上の説明においては、信号取得システムが運動体に設置される２つの信号取得装置２、１２および静止用信号取得装置４２と、ホストコンピュータ２１とを備える場合について説明したが、これに限定されず、信号取得システムは、以下の設置例に示すように、運動体に設置される信号取得装置と静止用信号取得装置とをそれぞれ１つ以上備えるようにしてもよい。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムの設置例を示す図である。

この設置例において、信号取得装置６５は、運動体としてのクラッチディスクの応力を測定するよう、例えばエンジンの出力軸に設置されている。また、信号取得装置６５は、無線通信によりホストコンピュータ７０と信号の送受信を行うようになっている。

また、本設置例における信号取得システムは、フライホイール６６の面振れを測定するためのギャップセンサ６８と、このギャップセンサ６８と有線通信により信号の送受信が可能なホストコンピュータ６９とを備えている。つまり、静止用信号取得装置としてのギャップセンサ６８は、静止部材に設置され、静止部材の近傍に位置するフライホイールの状態を表す信号を測定信号として取得するようになっている。また、ホストコンピュータ６９は、エンジンＥＣＵ（ＥＮＧ＿ＥＣＵ）６７と接続されており、エンジン回転数を表す信号を取得するようになっている。

ホストコンピュータ６９および７０は、互いに接続されており、それぞれが取得した測定信号を互いに受渡しすることが可能となっている。

また、ホストコンピュータ７０は、信号取得装置６５に測定開始指令を送信した後、所定の時間が経過したならば、ホストコンピュータ６９に対し同期信号を送信するようになっている。これにより、ホストコンピュータ７０が信号取得装置６５から取得した信号と、ホストコンピュータ６９がエンジンＥＣＵ６７およびギャップセンサ６８から取得した信号との時間合わせが可能となり、これらの測定信号に基づいて周波数解析などのデータ解析を行うことが可能となる。

以上のように、本発明に係る信号取得システムは、運動体に設置され無線通信により接続された信号取得装置を含む複数の信号取得装置により取得される測定信号を互いに同期させることができるという効果を奏するものであり、車両に設置され車両の運動体の状態を取得する信号取得システムに有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムを示す概略構成図である。本発明の第１の実施の形態に係る不良ブロックを含むメモリを示す図であり、（ａ）は、少数の不良ブロックを、（ｂ）は、多数の不良ブロックを含むメモリをそれぞれ示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムにおけるシーケンス図である。本発明の第１の実施の形態に係る信号取得システムの設置例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムを示す概略構成図である。本発明の第２の実施の形態に係る測定データと同期トリガ信号との時間関係を表す図である。本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムにおけるシーケンス図である。本発明の第２の実施の形態に係る信号取得システムの設置例を示す図である。従来の信号取得システムのシーケンス図である。

符号の説明

１、４１信号取得システム
２、１２、４２信号取得装置
３、１３Ａ／Ｄコンバータ（測定信号生成手段）
４、１４ＣＰＬＤ（記憶制御手段、専用処理装置）
５、１５メモリ（記憶手段）
６、１６ＣＰＵ（制御手段）
７、１７無線アンテナ（測定信号送信手段）
８、１８センサ（測定信号生成手段）
９、１９電源供給装置
２１ホストコンピュータ（固定側制御装置）
２２通信アダプタ
２３、２４無線アンテナ（受信手段）
３１、３２円盤（運動体）
４２信号取得装置（静止用信号取得装置）
４８センサ（測定信号生成手段）

Claims

所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を無線通信で送信可能な複数の信号取得装置と、
静止部材に設置され、前記複数の信号取得装置から無線送信された信号を取得する固定側制御装置と、を備える信号取得システムであって、
前記複数の信号取得装置は、
前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、
前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、
前記測定信号を前記固定側制御装置に無線送信するための測定信号送信手段と、
前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備を行う事前処理を実行する記憶制御手段と、
前記固定側制御装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、をそれぞれ有し、
前記固定側制御装置は、前記事前処理を前記記憶制御手段により実行させるための指令を前記複数の信号取得装置の前記制御手段にそれぞれ無線送信し、すべての前記記憶制御手段による前記事前処理の実行が終了したことを条件に、前記測定信号生成手段による測定信号の生成の開始および前記記憶制御手段による前記測定信号の前記記憶手段への書込みの開始を実行させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする信号取得システム。
前記信号取得装置の制御手段は、前記測定信号生成手段により生成された測定信号を前記記憶手段に書込むよう前記記憶制御手段を制御するとともに、リアルタイムで前記固定側制御装置に無線送信するよう前記測定信号送信手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の信号取得システム。
前記固定側制御装置は、前記測定信号送信手段からリアルタイムで無線送信された測定信号を表示するための表示手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の信号取得システム。
前記固定側制御装置は、前記運動体の状態の測定を終了させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１の請求項に記載の信号取得システム。
前記固定側制御装置は、前記複数の信号取得装置による前記運動体の状態の測定が終了したことを条件に、前記記憶手段に記憶された測定信号を無線送信させるための指令を前記複数の信号取得装置の制御手段に無線送信することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の信号取得システム。
所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を無線通信で送信可能な信号取得装置と、
静止部材に設置され、前記静止部材または前記静止部材の近傍に位置する部材の状態を表す信号を測定信号として取得し、前記測定信号を有線通信で送信可能な静止用信号取得装置と、
静止部材に設置され、前記信号取得装置から無線送信された信号を取得するとともに、前記静止用信号取得装置から有線送信された信号を取得する固定側制御装置と、を備える信号取得システムであって、
前記信号取得装置は、
前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、
前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、
前記測定信号を前記固定側制御装置に無線送信するための測定信号送信手段と、
前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を実行する記憶制御手段と、
前記固定側制御装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、
前記静止用信号取得装置は、
前記静止部材または前記静止部材の近傍に位置する部材の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、
前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を実行する記憶制御手段と、
前記固定側制御装置から有線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、
前記固定側制御装置は、前記事前処理を前記記憶制御手段により実行させるための指令を前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置の前記制御手段にそれぞれ送信し、すべての前記記憶制御手段による前記事前処理の実行が終了したことを条件に、前記測定信号生成手段による測定信号の生成の開始および前記記憶制御手段による前記測定信号の前記記憶手段への書込みの開始を実行させるための指令を前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置の前記制御手段に送信するとともに、前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置のいずれもが前記測定信号の前記記憶手段への書込みを開始可能となったタイミングを示す同期トリガ信号を送信し、
前記信号取得装置および前記静止用信号取得装置のうち、少なくとも前記タイミングより早く前記測定信号の前記記憶手段への書込みを開始した装置の前記記憶制御手段は、前記トリガ信号と前記測定信号とを対応付けて前記記憶手段に書込むことを特徴とする信号取得システム。
前記事前処理を実行させるための指令は、前記記憶手段において書込みが不可能な不良部位を前記記憶制御手段に検出するよう要求する指令を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１の請求項に記載の信号取得システム。
所定の軌道上を運動するサイクルを繰り返す運動体に設置され、前記運動体と一体に運動しつつ当該運動体の状態を測定信号として取得し、前記測定信号を外部装置に無線通信で送信可能な信号取得装置であって、
前記信号取得装置は、
前記運動体の状態を測定して測定信号を生成する測定信号生成手段と、
前記測定信号生成手段により生成された前記測定信号を記憶する記憶手段と、
前記測定信号を無線送信するための測定信号送信手段と、
前記記憶手段に対する前記測定信号の書込み処理および書込みの開始準備をする事前処理を制御する記憶制御手段と、
前記外部装置から無線送信される指令に基づき、前記測定信号の生成を開始するよう前記測定信号生成手段を制御するとともに、前記書込み処理を実行するよう前記記憶制御手段を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記事前処理を前記記憶制御手段に実行させるための指令を前記外部装置から受信した場合に前記事前処理を実行し、前記測定信号の書込みを開始させるための指令を前記外部装置から受信した場合には、前記事前処理をすることなく前記測定信号の書込みを開始するよう前記記憶制御手段を制御することを特徴とする信号取得装置。
前記信号取得装置の制御手段は、前記測定信号生成手段により生成された測定信号を前記記憶手段に書込むよう前記記憶制御手段を制御するとともに、リアルタイムで前記外部装置に無線送信するよう前記測定信号送信手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の信号取得装置。
前記事前処理を実行させるための指令は、前記記憶手段において書込みが不可能な不良部位を前記記憶制御手段に検出するよう要求する指令を含むことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の信号取得装置。