JPH04215017A - 検知回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は検知回路に関し、特に
振動ジャイロの異常状態を検知することができる検知回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２はこの発明の背景となりかつこの発
明が適用される従来の振動ジャイロの一例を示すブロッ
ク図である。この振動ジャイロ１では、３角柱状の振動
子２の２つの側面に、駆動かつ検出用の圧電素子３ａお
よび３ｂが形成され、振動子２の他の１つの側面に、帰
還用の圧電素子４が形成されている。帰還用の圧電素子
４は、発振回路５および位相回路６を介して、圧電素子
３ａおよび３ｂに接続される。さらに、圧電素子３ａお
よび３ｂは、たとえば差動増幅器からなる差動増幅回路
７の２つの入力端にそれぞれ接続される。また、差動増
幅回路７の出力端は、同期検波回路８の入力端に接続さ
れる。この同期検波回路８には、差動増幅回路７の出力
を振動子２の駆動信号に同期して検波するために、位相
回路６が接続される。さらに、同期検波回路８の出力端
は、同期検波回路８の出力を整流し増幅するための整流
増幅回路９の入力端に接続される。

【０００３】図２に示す振動ジャイロ１では、発振回路
５および位相回路６などの帰還ループによって、振動子
２が自励振駆動する。この場合、２つの圧電素子３ａお
よび３ｂには、同様な正弦波信号が発生する。そのため
、差動増幅回路７、同期検波回路８および整流増幅回路
９の出力電圧は、それぞれほぼ０Ｖとなる。

【０００４】ここで、振動子２をその軸を中心に回転す
ると、振動子２の回転角速度に応じて、２つの圧電素子
３ａおよび３ｂの一方に発生する正弦波信号の電圧が大
きくなり、他方に発生する正弦波信号の電圧が小さくな
る。そのため、差動増幅回路７からは、振動子２の回転
角速度に応じた大きさの電圧の正弦波信号が出力される
。そして、差動増幅回路７から出力される正弦波信号は
、同期検波回路８で同期検波され、整流増幅回路９で整
流されかつ増幅される。したがって、この振動ジャイロ
１では、差動増幅回路７，同期検波回路８あるいは整流
増幅回路９からの出力電圧の大きさによって回転角速度
を検出することができる。そのため、この振動ジャイロ
１は、たとえば自動車の姿勢制御などに使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図２の振動
ジャイロ１は、それをたとえば自動車の姿勢制御に使用
する場合、それが正常状態で作動していることを確認し
た上で、自動車の姿勢制御を行う必要がある。なぜなら
、たとえば各圧電素子に接続される接続線が断線したり
短絡したりした異常状態で振動ジャイロを作動すると、
振動ジャイロから異常な信号が出力され、その異常な信
号をそのまま制御のための信号として使用すれば、危険
な状態に陥る場合があるからである。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、振
動ジャイロの異常状態を検知することができる、検知回
路を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、振動子を駆
動するための発振信号と振動子の回転角速度を検出する
ための検出信号とを生じる振動ジャイロにおける異常状
態を検知するための検知回路であって、発振信号を整流
するための第１の整流手段と、第１の整流手段で整流さ
れる発振信号とは逆方向に検出信号を整流するための第
２の整流手段と、第１の整流手段で整流された発振信号
と第２の整流手段で整流された検出信号とを合成するた
めの合成手段と、合成手段で合成された合成信号によっ
てスイッチングされるスイッチング素子とを含む、検知
回路である。

【０００８】

【作用】第１の整流手段によって、振動ジャイロの発振
信号が整流される。また、第２の整流手段によって、第
１の整流手段で整流した発振信号とは逆方向に、振動ジ
ャイロの検出信号が整流される。そして、第１の整流手
段および第２の整流手段で整流された発振信号および検
出信号が、合成手段で合成される。この合成手段で合成
された合成信号によって、スイッチング素子がスイッチ
ングされる。

【０００９】一方、振動ジャイロの発振信号あるいは検
出信号は、振動ジャイロが正常状態で作動しているとき
と異常状態で作動しているときとでは異なる。

【００１０】したがって、振動ジャイロの動作が正常状
態のときと異常状態のときとでは、検知回路の合成手段
で合成された合成信号が異なり、そのスイッチング素子
のオン−オフ状態も異なる。そのため、この検知回路で
は、そのスイッチング素子のオン−オフ状態から振動ジ
ャイロの異常状態を検知することができる。

【００１１】

【発明の効果】この発明によれば、振動ジャイロの異常
状態を検知することができる、検知回路が得られる。

【００１２】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１３】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す回路図であ
る。この検知回路１０は、２つの入力端子１２ａおよび
１２ｂを含む。

【００１４】一方の入力端子１２ａは、振動ジャイロの
発振信号を入力するためのものであって、コンデンサ１
４ａを介して、第１の整流手段としてのダイオード１６
ａのカソードに接続される。このダイオード１６ａは、
振動ジャイロの発振信号を整流するためのものである。 このダイオード１６ａのカソードは、抵抗１８ａを介し
て、正電位に接続される。

【００１５】また、他方の入力端子１２ｂは、振動ジャ
イロの検出信号を入力するためのものであって、コンデ
ンサ１４ｂを介して、第２の整流手段としてのダイオー
ド１６ｂのアノードに接続される。このダイオード１６
ｂは、ダイオード１６ａで整流される振動ジャイロの発
振信号とは逆方向に、振動ジャイロの検出信号を整流す
るためのものである。このダイオード１６ｂのアノード
も、抵抗１８ｂを介して、正電位に接続される。

【００１６】さらに、ダイオード１６ａのアノードとダ
イオード１６ｂのカソードとは、合成手段としての２つ
の抵抗２０ａおよび２０ｂを介して接続される。これら
の抵抗２０ａおよび２０ｂは、ダイオード１６ａおよび
１６ｂで整流された振動ジャイロの発振信号および検出
信号を合成するためのものである。すなわち、これらの
抵抗２０ａおよび２０ｂは、それらの接続点２１におい
て、整流された発振信号および検出信号を合成した合成
信号を発生させるためのものである。

【００１７】また、これらの抵抗２０ａおよび２０ｂの
接続点２１は、スイッチング素子としてたとえばＰＮＰ
形のトランジスタ２２のベースに接続される。さらに、
トランジスタ２２のベースは、コンデンサ２４を介して
正電位に接続される。このコンデンサ２４は、トランジ
スタ２２のベース電位を安定に保つためのものである。 また、トランジスタ２２のエミッタは正電位に接続され
る。さらに、トランジスタ２２のコレクタは抵抗２６を
介して接地される。したがって、トランジスタ２２は、
そのベース電位が低い場合にオン状態となり、そのベー
ス電位が高い場合にオフ状態となる。

【００１８】さらに、トランジスタ２２のコレクタには
、出力端子２８が接続される。したがって、この出力端
子２８は、トランジスタ２２がオン状態のときすなわち
コレクタ電流が流れているときにハイレベルとなり、ト
ランジスタ２８がオフ状態のときすなわちコレクタ電流
がほとんど流れていないときにローレベルとなる。

【００１９】次に、この検知回路１０を図２に示す振動
ジャイロ１に接続した場合を例にして、検出回路１０の
動作などについて説明する。この場合、検知回路１０の
入力端子１２ａおよび１２ｂは、振動ジャイロ１の発振
回路５の出力端５ａおよび作動増幅回路７の出力端７ａ
に、それぞれ接続される。

【００２０】検知回路１０では、ダイオード１６ａによ
って、振動ジャイロ１の発振信号がトランジスタ２２の
順方向に整流される。また、ダイオード１６ｂによって
、振動ジャイロ１の検出信号が逆方向に整流される。 さらに、整流された発振信号および検出信号が、２つの
抵抗２０ａおよび２０ｂで合成される。そして、合成さ
れた合成信号が、トランジスタ２２のベースに加えられ
る。

【００２１】振動ジャイロ１が正常に作動している場合
、図３に示すように、振動子２を駆動するための発振回
路５からの発振信号の電圧が大きく、また、検出用の圧
電素子３ａおよび３ｂの出力のバランスがとれているた
めに、振動子２の回転角速度を検出するための差動増幅
回路７からの検出信号の電圧が小さい。そのため、２つ
の抵抗２０ａおよび２０ｂで合成された合成信号の電位
は低く、トランジスタ２２のベース電位も低い。したが
って、トランジスタ２２はオン状態となり、出力端子２
８はハイレベルとなる。

【００２２】一方、振動ジャイロ１において、圧電素子
３ａおよび３ｂから差動増幅回路７への接続線の一方が
断線または短絡した異常状態の場合、検出用の圧電素子
３ａおよび３ｂの出力のバランスが崩れるため、図４に
示すように、振動ジャイロ１の検出信号が大きくなる。 そのため、合成信号の電位およびトランジスタ２２のベ
ース電位が高くなり、トランジスタ２２はオフ状態とな
り、出力端子２８はローレベルとなる。

【００２３】また、振動ジャイロ１において、帰還用の
圧電素子４から発振回路５への接続線が断線または短絡
しあるいは位相回路６から圧電素子３ａおよび３ｂへの
両方の接続線が断線または短絡した異常状態の場合、発
振を持続することができず、図５に示すように、発振信
号が得られない。この場合も、合成信号の電位およびト
ランジスタ２２のベース電位が高くなり、トランジスタ
２２がオフ状態となり、出力端子２８がローレベルとな
る。

【００２４】したがって、この検知回路１０では、出力
端子２８のレベルあるいはトランジスタ２２のオン−オ
フ状態によって、振動ジャイロ１の異常状態を検知する
ことができる。さらに、この実施例の検出回路１０では
、それを接続した振動ジャイロ１の発振回路５，差動増
幅回路７，電源あるいは検出回路１０が断線した場合に
も、トランジスタ２２がオフ状態となり出力端子２８が
ローレベルとなるので、それらの断線も検知することが
できる。

【００２５】なお、上述の実施例では、振動ジャイロの
発振信号をトランジスタの順方向に整流し、かつ振動ジ
ャイロの検出信号をトランジスタの逆方向に整流するよ
うにしているが、逆に、振動ジャイロの検出信号をトラ
ンジスタの順方向に整流し、かつ振動ジャイロの発振信
号をトランジスタの逆方向に整流するようにしてもよい
。このようにすれば、振動ジャイロの正常状態および異
常状態において、検出回路のトランジスタのオン−オフ
状態が逆になりその出力端子のレベルも逆になるが、出
力端子のレベルあるいはトランジスタのオン−オフ状態
から振動ジャイロの異常状態を検知することができる。

【００２６】また、上述の実施例では、スイッチング素
子そしてＰＮＰ形のトランジスタを用いているが、ＰＮ
Ｐ形のトランジスタに代えてＮＰＮ形のトランジスタを
用いてもよい。この場合も、振動ジャイロの正常状態お
よび異常状態におけるトランジスタのオン−オフ状態や
出力端子のレベルがそれぞれ逆になるが、出力端子のレ
ベルあるいはトランジスタの状態から振動ジャイロの異
常状態を検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】この発明の背景となりかつこの発明が適用され
る従来の振動ジャイロの一例を示すブロック図である。

【図３】図１に示す検知回路を図２に示す振動ジャイロ
に接続した場合において、振動ジャイロが正常状態で作
動しているときの振動ジャイロの発振信号および検出信
号と検知回路の出力信号とを示すグラフである。

【図４】図１に示す検知回路を図２に示す振動ジャイロ
に接続した場合において、振動ジャイロがある異常状態
で作動しているときの振動ジャイロの発振信号および検
出信号と検知回路の出力信号とを示すグラフである。

【図５】図１に示す検知回路を図２に示す振動ジャイロ
に接続した場合において、振動ジャイロが他の異常状態
で作動しているときの振動ジャイロの発振信号および検
出信号と検知回路の出力信号とを示すグラフである。

【符号の説明】

１　　振動ジャイロ ２　　振動子 ３ａ，３ｂ，４　　圧電素子 ５　　発振回路 ６　　位相回路 ７　　作動増幅回路 ８　　同期検波回路 ９　　整流増幅回路 １０　　検出回路 １２ａ，１２ｂ　　入力端子 １４ａ，１４ｂ，２４　　コンデンサ １６ａ，１６ｂ　　ダイオード １８ａ，１８ｂ，２０ａ，２０ｂ，２６　　抵抗２２　
　トランジスタ ２８　　出力端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　振動子を駆動するための発振信号と前
   記振動子の回転角速度を検出するための検出信号とを生
   じる振動ジャイロにおける異常状態を検知するための検
   知回路であって、前記発振信号を整流するための第１の
   整流手段、前記第１の整流手段で整流される前記発振信
   号とは逆方向に前記検出信号を整流するための第２の整
   流手段、前記第１の整流手段で整流された前記発振信号
   と前記第２の整流手段で整流された前記検出信号とを合
   成するための合成手段、および前記合成手段で合成され
   た合成信号によってスイッチングされるスイッチング素
   子を含む、検知回路。