JP2768585B2 - パルス発生装置の異常検出装置 - Google Patents

パルス発生装置の異常検出装置

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JP2768585B2
JP2768585B2 JP2127592A JP2127592A JP2768585B2 JP 2768585 B2 JP2768585 B2 JP 2768585B2 JP 2127592 A JP2127592 A JP 2127592A JP 2127592 A JP2127592 A JP 2127592A JP 2768585 B2 JP2768585 B2 JP 2768585B2
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守利 中村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、接触式エンコーダや光
学式エンコーダ等のパルス発生装置に係り、特に、その
異常状態を検出する異常検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば自動車等において、燃料噴
射量を制御するのに電子制御燃料噴射装置が多く採用さ
れるようになった。これにはスロットルレバーの操作量
を電気的に検出してパルス状の電気信号を発生する接触
式エンコーダや光学式エンコーダ等が利用されている。
【0003】この種の接触式エンコーダは、例えばペダ
ル等の操作体の操作に連動する連動体に装着されるブラ
シ、このブラシが周期的に接触可能な接点を有する基板
を備えて構成されており、操作体が操作されてブラシが
基板上を摺動したときに、そのブラシの基板上の位置に
対応するパルス信号が出力されるようになっている。一
方、光学式エンコーダは、操作体の操作に連動する連動
体に装着されるコード板、このコード板を介して対向位
置に配置される発光素子および受光素子とを備えて構成
されており、操作体が操作されてコード板が回転すると
きに、発光素子から受光素子に至る照射光が周期的にコ
ード板によって遮られることで、受光素子から電気信号
が出力されるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで上述した従来
の接触式エンコーダでは、ブラシの摺動時の摩耗に伴い
ブラシと接点間に摩耗粉等の異物が挾まり、電気信号の
ON部分で電気的接触不良が発生することから、最終的
に電気信号のON部分が無くなり、検出が不可能になる
という問題があった。また、光学式エンコーダでは、経
時変化に伴う発光素子の輝度低下、受光素子の感度低
下、あるいは塵埃等の異物の蓄積により光路が遮られ、
電気信号のON部分の検出が困難になる等の問題があっ
た。
【0005】本発明はこのような従来技術における実情
に鑑みてなされたもので、その目的は、エンコーダ等の
パルス発生装置に異常状態が発生したことを自動的に検
出することのできるパルス発生装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、電気信号を本体システムに出力するパルス
発生装置の異常検出装置において、前記電気信号を所定
の第1のしきい値と比較し、それに対応する第1の電気
信号を出力する第1の比較手段と、前記電気信号を前記
第1のしきい値より小さい所定の第2のしきい値と比較
し、それに対応する第2の電気信号を出力する第2の比
較手段と、前記第1の電気信号と前記第2の電気信号と
の差異を求め、該電気信号の差異が所定の許容範囲内に
あるか否かを判定するエラー検出回路とを有することを
特徴とする。
【0007】
【作用】ブラシと接点との接触に対応して出力された電
気信号を第1の比較手段により所定の第1のしきい値と
比較し、第1のカウンタによって該第1のしきい値を越
える電気信号の出力回数を計数して第1のカウント値を
出力する。同様に、前記電気信号を第2の比較手段によ
り前記第1のしきい値より小さい所定の第2のしきい値
と比較し、第2のカウンタによって該第2のしきい値を
越える電気信号の出力回数を計数して第2のカウント値
を出力する。例えば、接触式エンコーダを用いた場合に
ついて説明すると、ブラシと接点間での電気的接触不良
に伴ってノイズが発生して、このノイズレベルが第2の
しきい値を越え、かつ第1のしきい値を越えない場合、
第1のカウント値および第2のカウント値に差違が発生
することから、この差違が所定の許容範囲内にあるか否
かをエラー判定手段によって判定して許容範囲を越えた
ときエラー信号を出力し、このエラー信号の出力回数を
積算手段により積算する。その後、該出力回数が所定回
数を越えたことを異常検出手段によって検出して異常信
号を出力する。
【0008】
【実施例】以下、本発明のパルス発生装置を接触式エン
コーダに適用した場合の実施例を図に基づいて説明す
る。図1は本発明のパルス発生装置の異常検出装置の一
実施例を示すブロック図、図2は接触式エンコーダの要
部構成を示す断面図、図3は図1のパルス発生装置の異
常検出装置の処理手順を示すフローチャート、図4はノ
イズを含まない電気信号の特性図、図5はノイズを含む
電気信号の特性図、図6は図4の電気信号を第1の比較
器で比較した処理結果を示す特性図、図7は図4の電気
信号を第2の比較器で比較した処理結果を示す特性図、
図8は著しいノイズを含む電気信号の特性図、図9は図
8の電気信号を第1の比較器で比較した処理結果を示す
特性図、図10は図8の電気信号を第2の比較器で比較
した処理結果を示す特性図である。
【0009】一般に接触式エンコーダは、図2に示すよ
うに、絶縁体からなる基板1に所定間隔をおいて周方向
に設けられた接点2と、図示しない操作体の移動に連動
して移動し前記基板1上を摺動するブラシ3とからなる
検出部4を有している。
【0010】そして、本実施例の接触式エンコーダは、
図1に示すように、検出部4から出力される電気信号を
所定の第1のしきい値と比較する比較手段、例えば比較
器5および該第1のしきい値を越える電気信号の出力回
数を計数し第1のカウント値を出力する第1のカウンタ
6とを備えた第1の比較手段と、前記電気信号を前記第
1のしきい値より小さい所定の第2のしきい値と比較す
る比較手段、例えば比較器7および該第2のしきい値を
越える電気信号の出力回数を計数し第2のカウント値を
出力する第2のカウンタ8とを備えた第2の比較手段
と、これらのカウンタ6、8に接続される自己診断CP
U9とを備えている。この自己診断CPU9により、前
記第1のカウント値および前記第2のカウント値の差違
が所定の許容範囲内にあるか否かを判定し、この許容範
囲を越えたときにエラー信号を出力するエラー判定手段
と、該エラー信号の出力回数を積算する積算手段と、該
出力回数が所定回数を越えたことを検出し異常信号を出
力する異常検出手段とが構成されており、この自己診断
CPU9から本体システムCPU10に自己診断情報を
出力するようになっている。
【0011】前記検出部5から出力される電気信号は、
通常時、図4に示すように、ノイズを含んでいない。と
ころが、ブラシ3と接点2間に摩耗粉等の異物が挾まっ
て電気的接触をわずかに生じたとき、電気信号は例えば
図5に示すようにノイズを含むことから、上述した第1
の比較器5では、図5の2点鎖線5aで示す所定の第1
のしきい値と前記電気信号を比較して図6に示す処理結
果を出力する。また第2の比較器7でも、図5の2点鎖
線5bで示す所定の第2のしきい値と前記電気信号を比
較して図7に示す処理結果を出力する。さらに、ブラシ
3と接点2間でかなり大きな程度の電気的接触を生じた
とき、検出部5から出力される電気信号は図8に示すよ
うに著しいノイズを含むことから、第1の比較器5によ
る処理結果(図9に示す)と第2の比較器7による処理
結果(図10に示す)との間にかなり顕著な違いが生じ
る。
【0012】この実施例にあっては、検出部5から出力
される電気信号は、図3に示す処理手順にしたがって自
己診断を行なうようになっている。例えば前記電気信号
が図5に示すようにノイズを含む場合、まず手順S1と
して該電気信号を第1の比較器5により図5の2点鎖線
5aで示す第1のしきい値とを比較して図6に示す処理
結果を出力し、第1のカウンタ6によって該第1のしき
い値を越える電気信号の出力回数を計数して第1のカウ
ント値を出力する。また第2の比較器7でも同様に、図
5の2点鎖線5bで示す第2のしきい値と前記電気信号
を比較して図7に示す処理結果を出力し、第2のカウン
タ8によって該第2のしきい値を越える電気信号の出力
回数を計数して第2のカウント値を出力する。このと
き、図5のノイズの一部5nは、2点鎖線5bで示す第
2のしきい値を越え、かつ2点鎖線5aで示す第1のし
きい値を越えないことから、第1の比較器5では前記ノ
イズの一部5nに対応する電気信号は出力されず、第2
の比較器7のみが図7に示すように前記ノイズの一部5
nに対応する電気信号7nを出力するので、その結果、
第1のカウント値および第2のカウント値の間に差違が
発生する。
【0013】次いで手順S2として、自己診断CPU9
によって第1のカウント値および第2のカウント値の間
の差違が所定の許容範囲内にあるか否かを判定し、所定
の許容範囲内にある場合、手順S3として前記第1の比
較器5での処理結果をエンコーダ出力としてを本体シス
テムCPU10へ出力する。一方、前記差違が許容範囲
を越えたとき、自己診断CPU9ではエラー信号を出力
し、手順S4として該エラー信号の出力回数を積算す
る。その後、手順S5として該出力回数が所定回数を越
えたか否かを判定し、所定回数を越えた場合、手順S6
として自己診断CPU9によって異常信号を本体システ
ムCPU10へ出力する。この異常信号に基づいて、例
えば該本体システムCPU10は、通常モードからエン
コーダ出力を無視する等のフェイルセーフ機能モードに
切り替えるようになっている。また、上述した手順S5
でエラー信号の出力回数が所定回数を越えていない場
合、エンコーダとしての検出動作を継続するようになっ
ている。
【0014】このように構成した実施例では、図5に示
すようにノイズの発生頻度が比較的小さい場合に、エン
コーダとしての検出動作を継続するとともに、ブラシ3
と接点2間での電気的接触不良に伴って、図7に示すよ
うにノイズの発生頻度が比較的大きくなった場合に、異
常状態が発生したことを自動的に検出することができ
る。
【0015】なお、この実施例では図3の手順S5でエ
ラー信号の出力回数が所定回数を越えたか否かを判定
し、所定回数を越えた場合に手順S6で異常信号を本体
システムCPU10へ出力するようにしたが、さらに図
11に示すように、手順S5でエラー信号の出力回数が
所定回数を越えたか否かを判定し、所定回数を越えない
場合、手順S6aとして第1の異常信号を本体システム
CPU10へ出力するとともにエンコーダとしての検出
動作を継続し、一方、前記エラー信号の出力回数が所定
回数を越えた場合に手順S6bとして第2の異常信号を
本体システムCPU10へ出力することもできる。そし
て、前記第1の異常信号に基づいて例えば検出部5の交
換を促すアラーム信号を出力し、前記第2の異常信号に
基づいて例えば通常モードからエンコーダ出力を無視す
る等のフェイルセーフ機能モードに切り替えるようにし
てもよい。
【0016】また、本実施例においては、それぞれの電
気信号の出力回数を係数し、その差異を求めた場合につ
いて説明したが、それぞれの電気信号の差異を、例えば
減算器を用いて出力し、その出力回数を計数することも
可能である。
【0017】さらに、本実施例においては、本発明を接
触式エンコーダに適用した場合について説明したが、光
学式エンコーダ等の他のパルス発生装置にも適用でき
る。
【0018】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、エ
ンコーダ等のパルス発生装置に異常状態が発生したこと
を自動的に検出することができる。したがって、パルス
発生装置として使用中にその電気信号が信頼できるか否
かを把握でき、使用寿命に対する信頼性の向上を図るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパルス発生装置の異常検出装置の一実
施例を示すブロック図である。
【図2】接触式エンコーダの要部構成を示す断面図であ
る。
【図3】図1のパルス発生装置の異常検出装置の処理手
順を示すフローチャートである。
【図4】ノイズを含まない電気信号の特性図である。
【図5】ノイズを含む電気信号の特性図である。
【図6】図4の電気信号を第1の比較器で比較した処理
結果を示す特性図である。
【図7】図4の電気信号を第2の比較器で比較した処理
結果を示す特性図である。
【図8】著しいノイズを含む電気信号の特性図である。
【図9】図8の電気信号を第1の比較器で比較した処理
結果を示す特性図である。
【図10】図8の電気信号を第2の比較器で比較した処
理結果を示す特性図である。
【図11】本発明のパルス発生装置の異常検出装置の応
用例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 基板 2 接点 3 ブラシ 4 検出部 5 第1の比較器(第1の比較手段) 6 第1のカウンタ 7 第2の比較器(第2の比較手段) 8 第2のカウンタ 9 自己診断CPU
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01D 21/00 G01D 5/245 102

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気信号を本体システムに出力するパル
    ス発生装置の異常検出装置において、前記電気信号を所
    定の第1のしきい値と比較し、それに対応する第1の電
    気信号を出力する第1の比較手段と、前記電気信号を前
    記第1のしきい値より小さい所定の第2のしきい値と比
    較し、それに対応する第2の電気信号を出力する第2の
    比較手段と、前記第1の電気信号と前記第2の電気信号
    との差異を求め、該電気信号の差異が所定の許容範囲内
    にあるか否かを判定するエラー検出回路とを有すること
    を特徴とするパルス発生装置の異常検出装置。
JP2127592A 1992-02-06 1992-02-06 パルス発生装置の異常検出装置 Expired - Lifetime JP2768585B2 (ja)

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