JP4924858B2 - Angular velocity measuring device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動子に加えられている回転の回転角速度を検出するための角速度測定装置および方法、およびこれらに使用するための診断回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本出願人は、振動型ジャイロスコープの応用について種々検討を進めており、例えば自動車の車体回転速度フィードバック式の車両制御方法に用いる回転速度センサーに振動型ジャイロスコープを使用することを検討した。こうしたシステムにおいては、操舵輪の方向自身は、ハンドルの回転角度によって検出する。これと同時に、実際に車体が回転している回転速度を振動ジャイロスコープによって検出する。そして、操舵輪の方向と実際の車体の回転速度を比較して差を求め、この差に基づいて車輪トルク、操舵角に補正を加えることによって、安定した車体制御を実現する。本出願人は、特開平11−281372号公報において、主として平面内に延びる振動子を用いた、横置き型に適した振動型ジャイロスコープを提案した。
【0003】
こうした振動型ジャイロスコープは、車体の挙動を把握するために使用される。車体の挙動の把握は、車両の横滑りやスピンなどの車体の挙動の乱れを防止するためのシステムに必要である。また、複数の車両の車間距離を一定に保つためのシステムを構築するために必要である。こうしたシステムにおいては、振動型ジャイロスコープが故障すると、車体の位置について誤った情報が出力され、誤った制御が行われ、車体の挙動が不安定になるおそれがある。このため、振動型ジャイロスコープの故障を検出するシステムが必要となる。
【0004】
振動型ジャイロスコープの故障を検出するには、次の2つの方法が知られている。
(1)車両の速度、舵角、車体横方向の加速度情報から車両の角速度を推定する。この推定値を、振動型ジャイロスコープから出力された角速度の実測値と対比する。そして、この推定値と実測値との偏差が大きくなった場合には、振動型ジャイロスコープが故障したものと推定し、出力する。
(2)振動ジャイロセンサー内に故障診断回路を内蔵し、振動子を自励発振回路によって発振させ、振動子の振動状態を監視する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、(1)の方法では、例えばバンク角を有する道路など、道路の形状が特異な場合には、車両の速度、舵角、車体横方向の加速度情報から角速度を推定しても、実際の角速度との誤差が大きくなることがある。
【0006】
また、(2)の方法では、振動子の発振状態に異常が発生した場合には検出できる。しかし、実際に車両の位置制御を行うような場合には、次の問題点が発生することが分かった。例えば、先行車両と後続車両との車間距離を一定に維持する制御を行う場合には、車間距離が規定値から外れた場合には、短時間で応答し、迅速かつスムーズに緻密な制御を行うことが必要不可欠である。このような迅速かつスムーズな制御が行われないと、車両の搭乗者に不快感、不安感を与える結果となる。
【0007】
しかし、このような観点から見ると、振動子の発振状態に異常が発生した場合に検出するという従来の故障診断方法では不十分となることが分かった。即ち、実際の車両走行時においては、振動子の発振状態が正常であっても、実際の検出信号から算出した角速度値は実際の角速度と大きく外れることがあった。このような場合には、振動型ジャイロスコープの故障診断回路から故障の出力がなされない。このため、実際の車両の位置と振動型ジャイロスコープに基づく車両位置の計算値とが外れるに至る。このため、実際には制御が必要であるにもかかわらず、振動型ジャイロスコープの故障診断回路から故障を検出した旨の出力がないために、制御を行うべきかどうかを迅速に判断することができない。たとえ最終的には必要な制御がなされるものとしても、制御の正当性を判断するための待機時間が必要となり、制御開始はかなり遅れる。この結果、迅速かつスムーズな制御が短い応答時間で行われず、車間距離が規定値から大きく外れたまま放置されるおそれがあり、車両の搭乗者に不快感、不安感を与えることとなる。
【0008】
本発明の課題は、振動子に加わる回転の角速度を測定するための角速度測定装置において、装置の稼働時に故障が生じたときに、故障検出を早期に行い、故障の有無を判断するための待機時間を短縮できるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、振動子に加わる回転の角速度を測定するための角速度測定装置であって、
振動子、この振動子に駆動振動を励振するための駆動回路、および振動子からの出力信号を処理し、角速度に対応する検出信号を得るための検出信号出力回路と、この検出信号出力回路の機能を診断するための診断回路とを備えていることを特徴とする。
【0010】
また、本発明は、振動子に加わる回転の角速度を測定するための角速度測定方法であって、
振動子に駆動振動を励振し、振動子からの出力信号を検出信号出力回路によって処理し、角速度に対応する検出信号を得るのに際して、検出信号出力回路の機能を診断することを特徴とする。
【0011】
特には本発明は、振動子に加わる回転の角速度を測定するための角速度測定装置である。
【0012】
本装置は、振動子、この振動子に駆動振動を励振するための駆動回路、前記振動子からの出力信号を処理し、前記角速度に対応する検出信号を得るための検出信号出力回路、およびこの検出信号出力回路の機能を診断するための診断回路を備えている。
【0013】
出力信号が、前記検出信号および前記駆動振動に基づいて前記振動子に発生する前記駆動振動と同周波数の駆動信号容量結合成分を含んでおり、前記振動子から複数の前記出力信号が出力され、前記診断回路が、前記出力信号を処理し、信号処理後の前記駆動信号容量結合成分を出力する容量結合成分出力回路を備えており、前記容量結合成分出力回路が、前記振動子からの前記複数の出力信号を加算することによって、前記複数の出力信号に含まれる互いに逆相の検出信号を相殺し、前記駆動信号容量結合成分を増幅する加算手段を備えており、加算後の前記駆動信号容量結合成分を前記検出信号を得るための駆動信号に基づく移相信号で検波して検出することによって前記検出信号出力回路を診断する。
【0014】
本発明者は、振動型ジャイロスコープを車両などの移動体において稼働させ、移動体の位置を制御しようとする場合に、従来見逃されていた検出信号出力回路について、その機能を診断するための診断回路を設けることによって、装置の稼働時に故障が生じたときに、故障検出を早期に行い、故障の有無を判断するための待機時間を短縮できることを見いだした。このような検出信号出力回路の故障や機能不全による誤差は、振動子の発振状態、振動状態の異常を検出することによっては把握することができない。
【0015】
【発明を実施するための形態】
検出信号出力回路とは、振動子から出力された生の出力信号を受け、以下の処理を施す回路を言う。本発明に言う検出信号出力回路は、以下の処理を施す検出系統の全体を指している。
(1)出力信号を処理して、角速度に対応する所定の検出信号以外のノイズ信号成分を除去または低減する。
(2)出力信号の中から、角速度に対応する検出信号を増幅する。
【0016】
診断回路とは、検出信号出力回路における機能を診断するための回路を意味している。ここで、検出信号出力回路における機能を診断するとは、検出信号出力回路の少なくとも一つの機能部分における異常、機能不善、機能停止、または誤動作を検出し、出力することを意味している。
【0017】
好適な実施形態においては、検出信号出力回路は、振動子からの出力信号(交流信号)を増幅する交流増幅器と、交流増幅後の信号を検波する検波器と、検波器からの検波出力を直流信号に変換する整流器と、この直流信号を増幅する直流増幅器とを備えている。また、好ましくは、検波出力から不要な高周波数の信号成分を除去するローパスフィルターを使用する。
【0018】
図1は、参考例の装置のブロック図である。振動子には、所定の駆動手段3、およびたとえば2つの検出手段4A、4Bが設けられている。1は駆動振動部分であり、2A、2Bは検出振動部分である。駆動手段3には、外部の自励発振回路8が接続されている。
【0019】
起動時には、自励発振回路8に対して起動回路から雑音を入力する。この雑音は、振動子の駆動部1を通過して周波数選択を受け、次いで交流増幅器5に入力されて増幅を受ける。交流増幅器5からの出力信号の一部を取り出し、整流器に入力し、振幅の水準(大きさ)に変換する。この振幅の信号を振幅制御増幅器6に入力する。自励発振装置8は診断回路(電圧比較器)7Aに連結されており、診断回路7Aの出力はDIAG端子16Aを通して外部に出力される。
【0020】
本例の検出系統は、検出信号出力回路20Bと、対比信号出力回路20Aとを備えている。検出信号出力回路は、振動子の出力信号を処理し、真正の検出信号を抽出するための回路である。振動子の検出振動部2A、2Bからの出力信号を検出手段4A、4Bによって検出し、各前置増幅器10A、10Bによって増幅する。各増幅器10A、10Bからの各出力は、少なくとも、角速度に対応する真正の検出信号を含んでいる。本例では、各出力信号に含まれる各検出信号は逆位相となっている。従って、各出力信号を減算器11に入力して減算し、真正の検出信号を残す。次いで、減算器11からの出力を、交流増幅器12B、検波器13B、ローパスフィルター14B、リミッタ15Bに通し、端子16Cから検出信号を得る。
【0021】
ここで、本例においては、検波器13Bにおいて、駆動信号に基づく移相信号を利用して出力信号を検波する。即ち、出力信号からの出力信号は、真正の検出信号の他、漏れ信号を含んでいる。駆動信号から派生信号を分岐させる。派生信号は、そのもととなる駆動信号と同じ周波数と位相とを有している。真正の検出信号は、派生信号と同じ周波数を有しており、かつ派生信号とは90°位相がずれているはずである。これは、振動子が、コリオリ力を利用して回転角速度の検出を行っているからである。
【0022】
これに対して、駆動信号によって振動子内に引き起こされた駆動振動は、そのまま機械的に振動子を伝搬して検出手段4A、4Bに伝わり、検出手段からの出力信号内に漏れ信号を発生させる。漏れ信号の位相は、そのもととなる駆動信号の位相と同じである。
【0023】
従って、移相信号の位相は、漏れ信号の位相とは90°ずれているはずである。そこで、駆動振動からの派生信号を移相器9に通して例えば90°移相させ、移相信号を得る。検波回路13Bに移相信号を入力し、出力信号を検波すると、検波出力からは、不要な漏れ信号は消去されており、真正の検出信号が得られるはずである。この検波信号を平滑化回路に入力し、その出力を増幅する。
【0024】
本参考例においては、上記の検出信号出力回路20Bに加えて、対比信号出力回路20Aを設ける。回路20Aは、回路20Bと実質的に同様の仕様からなっており、交流増幅器12A、検波器13A、ローパスフィルター14Aを備えている。これらの動作は、上述した検出信号出力回路20Bと同様である。そして、15Aの出力と15Bの出力とを、対比装置7Bにおいて比較し、比較結果を端子16Bから取り出す。
なお、電圧比較器は、他の電気的特性を比較するような他の比較手段であってよい。
【0025】
検出信号出力回路20Bが正常に機能している場合には、対比装置7Bからの出力は、回路20Aからの出力とほぼ同等であるはずである。従って、本例においては、対比装置16Bからの出力を監視することによって、回路20Aからの出力と回路20Bからの出力が大きく相違する場合に早期に検出可能である。これによって、検出系統の通常では検出しにくい故障、例えば中点固定を検出できる。
【0026】
本発明においては、振動子からの出力信号が、角速度に対応する真正の検出信号および駆動振動に基づいて振動子に発生する駆動信号容量結合成分を含んでおり、診断回路が、駆動信号容量結合成分を検出する容量結合成分出力回路を備えている。特に好ましくは、振動子から複数の出力信号が出力され、容量結合成分出力回路が、振動子からの複数の出力信号を加算することによって、複数の出力信号に含まれる検出信号を相殺し、容量結合成分を増幅する加算手段を備えている。図2を参照しつつ説明する。
【0027】
出力信号中には、駆動信号容量結合成分が含まれている場合がある。この成分の周波数は、駆動信号の周波数と同じである。そして、本実施形態においては、検出部2Aから出力される検出信号の位相と、検出部2Bから出力される検出信号の位相とは逆相となるように設定されている。一方、検出部2Aからの出力信号に含まれる容量結合成分の位相と、検出部2Bからの出力信号に含まれる容量結合成分の位相とは同相になる。
【0028】
従って、検出部2Aからの出力信号と検出部2Bからの出力信号とを減算器11において減算すると、各出力信号に含まれる真正の検出信号は増幅される。また、各出力信号に含まれる容量結合成分は相殺される。この減算後の信号を検出信号出力回路20Bにおいて前述のように処理し、角速度に対応する検出信号を得る。
【0029】
一方、容量結合成分出力回路20Cにおいては、以下の処理を行う。即ち、まず検出部2Aからの出力信号と2Bからの出力信号とを加算器21において加算する。すると、各出力信号に含まれる真正の検出信号は相殺され、消去される。同時に、各出力信号に含まれる容量結合成分は、同相であることから増幅される。この加算後の出力信号を、前述したように、交流増幅器12Cにおいて増幅し、検波器13Cにおいて前述の派生信号(位相後の信号)によって検波し、漏れ信号成分をカットする。次いで、検波後の信号をローパスフィルター14C、電圧比較器7Cに通す。電圧比較器7Cにおいて容量結合成分を診断し、異常が見られた場合には端子16Dからアラームを出力する。
【0030】
駆動振動容量結合成分の異常を検出することによって、発振状態の診断によっては検出できない振動子と電気回路との接続部分の断線や抵抗値変化を検出できる。また、初段前置増幅器10A、10Bの故障を検出することができる。
【0031】
また、参考例においては、出力信号が、駆動振動に基づいて振動子に発生する漏れ信号成分を含んでおり、診断回路が、漏れ信号成分を検出する漏れ信号成分出力回路を備えている。漏れ信号成分は、前述したように駆動振動と同じ周波数を有しており、かつ同位相である。発振回路が正常であっても、振動子に何らかの異常が発生し、振動状態が変化すると、漏れ信号成分に異常ないし大きな変化がもたらされる。従って、漏れ信号成分を監視することによって、駆動信号を監視するだけでは検出できない振動子の異常を検出できる。
【0032】
図3は、本参考例に係る装置を模式的に示すブロック図である。漏れ信号出力回路20Dにおいては、まず各出力信号を減算器11で減算することによって、容量結合成分をカットし、漏れ信号成分と、角速度に対応する真正の検出信号とを増幅する。次いで、減算器11からの出力を交流増幅器12Dで増幅し、検波器13Dで検波する。この際、検波器13Dには、駆動信号から180°移相された移相信号を使用する。即ち、前述した派生信号を移相器9に供して例えば90°移相した後、この移相信号を再び移相器19に供し、再度90°移相する。こうして得られた移相信号を使用して検波を行うと、角速度に対応する真正の検出信号が検波され、カットされる。これと共に、漏れ信号成分は検波されず、検波器13Dを通過する。
【0033】
この検波後の検波出力を、ローパスフィルター14Dに通し、次いで電圧比較器17Dに供給し、診断に供する。漏れ信号成分に異常が見られた場合には、端子16Eからアラームを出力する。
【0034】
また、参考例においては、検出信号出力回路からの出力を外部電気系統に接続するための検出端子と、角速度測定装置の電源の負極端子あるいは正極端子とを、抵抗を介して接続する。図4を参照しつつ説明する。
【0035】
図4において、角速度測定装置21は、外部電気系統26に対してワイヤー25によって接続されている。22Aは電源の正極端子であり、22Cは電源の負極端子であり、22Bは検出信号出力回路からの出力端子である。本例では、検出端子22Bと正極端子22Aとの間に抵抗24が介在している。各端子は外部電気系統側の端子23に接続されている。この結果、検出端子22Bからの出力の大きさは、電源電圧の大きさに比べて、抵抗24の抵抗値の分だけ低下する。例えば電源の定格電圧が5ボルトであるとすると、検出端子からの出力は例えば4.5ボルト以下に設定できる(最大4.5ボルトに設定される)。ここで、ワイヤーハーネス部に短絡が発生したり、あるいは開放故障が発生すると、検出端子22Bからの出力が4.5ボルトを超え、例えば5ボルト近辺に達するので、異常を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例に係る装置を模式的に示すブロック図であり、検出信号出力回路20Bおよび対比信号出力回路20Aを備えている。
【図2】 本発明に係る装置を模式的に示すブロック図であり、検出信号出力回路20Bおよび容量結合成分出力回路20Cを備えている。
【図3】 参考例に係る装置を模式的に示すブロック図であり、検出信号出力回路20Bおよび漏れ振動成分出力回路20Dを備えている。
【図4】 角速度測定装置21と外部電気系統26との接続部分を示す模式図である。
【符号の説明】
1 振動子の駆動部 2A、2B 振動子の検出部 3 駆動手段 4A、4B 検出手段 7A、7B、7C、7D 電圧比較器 8 自励発振回路 9、19 移相器 10A、10B 前置増幅器 11 減算器 12A、12B、12C、12D 交流増幅器 13A、13B、13C、13D 検波器 14A、14B、14C、14D ローパスフィルター 15A、15B リミッタ 16A 自励発振状態の診断端子 16B 対比信号による診断端子 16C 検出信号の出力端子 16D 駆動振動容量結合成分の出力端子 16E 漏れ信号の出力端子 20A 対比信号出力回路 20B 検出信号出力回路 20C 容量結合成分出力回路 20D 漏れ振動成分出力回路 21 角速度測定装置 22A、22C 電源の端子 22B 検出端子 26 外部電気系統[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an angular velocity measuring device and method for detecting the rotational angular velocity of a rotation applied to a vibrator, and a diagnostic circuit for use in the same.
[0002]
[Prior art]
The applicant has been studying various applications of the vibratory gyroscope. For example, the applicant has examined the use of the vibratory gyroscope as a rotational speed sensor used in a vehicle control method of a vehicle body rotational speed feedback type of an automobile. In such a system, the direction of the steering wheel itself is detected by the rotation angle of the steering wheel. At the same time, the rotational speed at which the vehicle body is actually rotating is detected by the vibration gyroscope. Then, the direction of the steering wheel is compared with the actual rotational speed of the vehicle body to obtain a difference, and based on this difference, correction is made to the wheel torque and the steering angle, thereby realizing stable vehicle body control. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-281372, the present applicant has proposed a vibratory gyroscope suitable for a horizontal type using a vibrator mainly extending in a plane.
[0003]
Such a vibratory gyroscope is used to grasp the behavior of the vehicle body. Grasping the behavior of the vehicle body is necessary for a system for preventing disturbance of the vehicle body behavior such as side slip and spin of the vehicle. Further, it is necessary to construct a system for keeping the inter-vehicle distances of a plurality of vehicles constant. In such a system, if the vibration type gyroscope breaks down, incorrect information about the position of the vehicle body is output, incorrect control is performed, and the behavior of the vehicle body may become unstable. For this reason, a system for detecting a failure of the vibration type gyroscope is required.
[0004]
The following two methods are known for detecting a failure of the vibration type gyroscope.
(1) The angular velocity of the vehicle is estimated from the vehicle speed, the steering angle, and the acceleration information in the lateral direction of the vehicle body. This estimated value is compared with the measured value of the angular velocity output from the vibrating gyroscope. When the deviation between the estimated value and the actually measured value becomes large, it is estimated that the vibration gyroscope has failed and is output.
(2) A fault diagnosis circuit is built in the vibration gyro sensor, the vibrator is oscillated by a self-excited oscillation circuit, and the vibration state of the vibrator is monitored.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method (1), when the shape of the road is peculiar, such as a road having a bank angle, even if the angular velocity is estimated from the vehicle speed, the steering angle, and the acceleration information in the lateral direction of the vehicle body, The error from the angular velocity may increase.
[0006]
In the method (2), when an abnormality occurs in the oscillation state of the vibrator, it can be detected. However, it has been found that the following problems occur when actually controlling the position of the vehicle. For example, when performing control to keep the inter-vehicle distance between the preceding vehicle and the following vehicle constant, if the inter-vehicle distance deviates from a specified value, it responds in a short time and performs precise control smoothly and smoothly. It is essential. If such a quick and smooth control is not performed, the vehicle occupant is uncomfortable and uneasy.
[0007]
However, from this point of view, it has been found that the conventional failure diagnosis method of detecting when an abnormality occurs in the oscillation state of the vibrator is insufficient. That is, during actual vehicle travel, even if the oscillation state of the vibrator is normal, the angular velocity value calculated from the actual detection signal may deviate significantly from the actual angular velocity. In such a case, no fault is output from the fault diagnosis circuit of the vibration gyroscope. For this reason, the actual vehicle position deviates from the calculated value of the vehicle position based on the vibration gyroscope. For this reason, even though control is actually required, there is no output indicating that a failure has been detected from the failure diagnosis circuit of the vibratory gyroscope, so it is possible to quickly determine whether or not to perform control. Can not. Even if the necessary control is finally performed, a standby time for determining the correctness of the control is required, and the control start is considerably delayed. As a result, quick and smooth control is not performed with a short response time, and the inter-vehicle distance may be left with a large deviation from the specified value, which may cause discomfort and anxiety to the vehicle occupant.
[0008]
An object of the present invention is to provide an angular velocity measuring device for measuring the angular velocity of rotation applied to a vibrator, and when failure occurs during operation of the device, failure detection is performed at an early stage and standby for determining whether or not there is a failure. It is to be able to shorten the time.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an angular velocity measuring device for measuring the angular velocity of rotation applied to a vibrator,
A vibrator, a drive circuit for exciting drive vibration in the vibrator, a detection signal output circuit for processing an output signal from the vibrator and obtaining a detection signal corresponding to the angular velocity, and a detection signal output circuit And a diagnostic circuit for diagnosing the function.
[0010]
Further, the present invention is an angular velocity measuring method for measuring the angular velocity of rotation applied to a vibrator,
A drive vibration is excited in the vibrator, an output signal from the vibrator is processed by a detection signal output circuit, and a detection signal corresponding to the angular velocity is obtained to diagnose the function of the detection signal output circuit.
[0011]
In particular, the present invention is an angular velocity measuring device for measuring the angular velocity of rotation applied to a vibrator.
[0012]
The apparatus includes a vibrator, a drive circuit for exciting drive vibration to the vibrator, a detection signal output circuit for processing an output signal from the vibrator and obtaining a detection signal corresponding to the angular velocity, and A diagnostic circuit for diagnosing the function of the detection signal output circuit is provided .
[0013]
The output signal includes a drive signal capacitive coupling component having the same frequency as the drive vibration generated in the vibrator based on the detection signal and the drive vibration, and a plurality of the output signals are output from the vibrator, The diagnostic circuit includes a capacitive coupling component output circuit that processes the output signal and outputs the drive signal capacitive coupling component after signal processing, and the capacitive coupling component output circuit includes the plurality of the capacitive coupling component output circuits from the vibrator. Are added to each other so as to cancel out detection signals in opposite phases contained in the plurality of output signals and amplify the drive signal capacitance coupling component. The detection signal output circuit is diagnosed by detecting a coupling component by detecting it with a phase shift signal based on a drive signal for obtaining the detection signal.
[0014]
The present inventor has made a diagnosis for diagnosing the function of a detection signal output circuit that is conventionally overlooked when the vibratory gyroscope is operated in a moving body such as a vehicle and the position of the moving body is to be controlled. It has been found that by providing a circuit, when a failure occurs during operation of the apparatus, failure detection can be performed at an early stage and the standby time for determining the presence or absence of the failure can be shortened. Such an error due to failure or malfunction of the detection signal output circuit cannot be grasped by detecting an oscillation state of the vibrator or an abnormality in the vibration state.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The detection signal output circuit is a circuit that receives the raw output signal output from the vibrator and performs the following processing. The detection signal output circuit referred to in the present invention indicates the entire detection system that performs the following processing.
(1) The output signal is processed to remove or reduce noise signal components other than the predetermined detection signal corresponding to the angular velocity.
(2) Amplifying a detection signal corresponding to the angular velocity from the output signal.
[0016]
The diagnostic circuit means a circuit for diagnosing a function in the detection signal output circuit. Here, diagnosing a function in the detection signal output circuit means detecting and outputting an abnormality, malfunction, malfunction, or malfunction in at least one functional part of the detection signal output circuit.
[0017]
In a preferred embodiment, the detection signal output circuit includes an AC amplifier that amplifies the output signal (AC signal) from the vibrator, a detector that detects the signal after AC amplification, and a detection output from the detector that is DC. A rectifier that converts the signal into a signal and a DC amplifier that amplifies the DC signal are provided. Preferably, a low-pass filter that removes unnecessary high-frequency signal components from the detection output is used.
[0018]
FIG. 1 is a block diagram of a reference apparatus. The vibrator is provided with predetermined drive means 3 and, for example, two detection means 4A and 4B. Reference numeral 1 denotes a drive vibration portion, and 2A and 2B denote detection vibration portions. An external self-excited oscillation circuit 8 is connected to the driving means 3.
[0019]
At startup, noise is input from the startup circuit to the self-excited oscillation circuit 8. This noise passes through the vibrator drive unit 1 and is subjected to frequency selection, and then input to the AC amplifier 5 to be amplified. A part of the output signal from the AC amplifier 5 is taken out and input to a rectifier, and converted into an amplitude level (size). A signal having this amplitude is input to the amplitude control amplifier 6. The self-excited oscillation device 8 is connected to a diagnostic circuit (voltage comparator) 7A, and the output of the
[0020]
The detection system of this example includes a detection
[0021]
Here, in this example, the
[0022]
On the other hand, the drive vibration caused in the vibrator by the drive signal is propagated mechanically as it is to the detection means 4A and 4B, and a leak signal is generated in the output signal from the detection means. . The phase of the leakage signal is the same as the phase of the drive signal that is the source of the leakage signal.
[0023]
Therefore, the phase of the phase shift signal should be 90 ° out of phase with the leakage signal. Therefore, the derived signal from the drive vibration is passed through the
[0024]
In this reference example , a comparison
Note that the voltage comparator may be other comparing means for comparing other electrical characteristics.
[0025]
When the detection
[0026]
In the present invention, the output signal from the vibrator includes a true detection signal corresponding to the angular velocity and a drive signal capacitive coupling component generated in the vibrator based on the drive vibration. A capacitively coupled component output circuit for detecting the component is provided. Particularly preferably, a plurality of output signals are output from the vibrator, and the capacitive coupling component output circuit adds the plurality of output signals from the vibrator to cancel the detection signals included in the plurality of output signals, thereby An adding means for amplifying the coupled component is provided. This will be described with reference to FIG.
[0027]
The output signal may contain a drive signal capacitive coupling component. The frequency of this component is the same as the frequency of the drive signal. In the present embodiment, the phase of the detection signal output from the
[0028]
Therefore, when the
[0029]
On the other hand, the capacitive coupling
[0030]
By detecting an abnormality in the driving vibration capacitive coupling component, it is possible to detect disconnection of the connection portion between the vibrator and the electric circuit that cannot be detected by the diagnosis of the oscillation state and a change in resistance value. Further, the failure of the
[0031]
In the reference example , the output signal includes a leakage signal component generated in the vibrator based on the drive vibration, and the diagnostic circuit includes a leakage signal component output circuit that detects the leakage signal component. As described above, the leakage signal component has the same frequency as the driving vibration and has the same phase. Even if the oscillation circuit is normal, if an abnormality occurs in the vibrator and the vibration state changes, the leakage signal component is changed abnormally or greatly. Therefore, by monitoring the leakage signal component, it is possible to detect an abnormality of the vibrator that cannot be detected only by monitoring the drive signal.
[0032]
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an apparatus according to this reference example . In the leakage
[0033]
The detection output after this detection is passed through the low-
[0034]
In the reference example , the detection terminal for connecting the output from the detection signal output circuit to the external electric system and the negative terminal or the positive terminal of the power source of the angular velocity measuring device are connected via a resistor. This will be described with reference to FIG.
[0035]
In FIG. 4, the angular
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an apparatus according to a reference example , which includes a detection
FIG. 2 is a block diagram schematically showing an apparatus according to the present invention, which includes a detection
FIG. 3 is a block diagram schematically showing an apparatus according to a reference example , and includes a detection
4 is a schematic diagram showing a connection portion between the angular
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
振動子、この振動子に駆動振動を励振するための駆動回路、前記振動子からの出力信号を処理し、前記角速度に対応する検出信号を得るための検出信号出力回路、およびこの検出信号出力回路の機能を診断するための診断回路を備えており、前記出力信号が、前記検出信号および前記駆動振動に基づいて前記振動子に発生する前記駆動振動と同周波数の駆動信号容量結合成分を含んでおり、前記振動子から複数の前記出力信号が出力され、前記診断回路が、前記出力信号を処理し、信号処理後の前記駆動信号容量結合成分を出力する容量結合成分出力回路を備えており、前記容量結合成分出力回路が、前記振動子からの前記複数の出力信号を加算することによって、前記複数の出力信号に含まれる互いに逆相の前記検出信号を相殺し、前記駆動信号容量結合成分を増幅する加算手段を備えており、加算後の前記駆動信号容量結合成分を前記検出信号を得るための駆動信号に基づく移相信号で検波して検出することによって前記検出信号出力回路を診断することを特徴とする、角速度測定装置。An angular velocity measuring device for measuring the angular velocity of rotation applied to a vibrator,
A vibrator, a drive circuit for exciting drive vibration in the vibrator, a detection signal output circuit for processing a signal output from the vibrator and obtaining a detection signal corresponding to the angular velocity, and the detection signal output circuit The output signal includes a drive signal capacitive coupling component having the same frequency as the drive vibration generated in the vibrator based on the detection signal and the drive vibration. A plurality of the output signals are output from the vibrator, and the diagnostic circuit includes a capacitive coupling component output circuit that processes the output signals and outputs the drive signal capacitive coupling component after the signal processing, The capacitively coupled component output circuit adds the plurality of output signals from the vibrator to cancel out the detection signals in opposite phases included in the plurality of output signals, thereby And an addition means for amplifying a signal capacitive coupling component, the detection signal output by detecting and detected by the phase shift signal based on a drive signal for the drive signal capacitively coupled components after addition obtaining the detection signal An angular velocity measuring device for diagnosing a circuit.
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