JPH0483182A

JPH0483182A - センサの異常検出装置

Info

Publication number: JPH0483182A
Application number: JP2198850A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Wakao; 宏和若尾
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1990-07-26
Publication date: 1992-03-17
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JP2572878B2

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】（産業上の利用分野）本発明は可変抵抗型センサの二重化構造の異常検出装置
に関する。

（従来の技術）可変抵抗型センサの故障時のフェイルセーフ機能を高め
るために、センサの測定部を二重化構造とすることは広
く実用化されている。

例えば、中立位置から正負のいずれの方向範囲にも、ス
トロークに比例して直線的な出力を発生するストローク
センサの二重化構造の例を第５図に示す。

これは完全二重化ではなく、部分二重化構造の例で、セ
ンサ部には可変抵抗型のメインセンサ１０＆とサブセン
サ１０ｂが備えられ、これらは同一方向に作動して同一
の出力特性をもつ。

メインセンサ１０ｍとサブセンサ１０ｂの出力はアンプ
＾ＭＰＩと＾ＭＰ２を介して増幅される。そして、メイ
ンセンサ１０ａとサブセンサ１０ｂは電源１１に対して
同一極性をもって接続される。

第６図はセンサ出力特性を示すものであるが、例えば中
立位置から正方向にストロークする場き、メインセンサ
１０ａとサブセンサ１０ｂは共にストローク量に比例し
てセンサ出力電圧がリニヤに増加する。

したがって、いずれか一方が故障したときなどでも、セ
ンサ出力を判断するコンピュータにより正常な方の出力
を取り出すことで、信頼性のある情報（測定値）とする
ことができるし、同時にセンサの出力差から異常の発生
を報知することなどにより、故障箇所の点検、整備を促
してフェイルセーフの機能を果たすことができる。

（発明が解決しようとする課題）ところがこの場合、何等かの原因で例えばＣ部分の抵抗
値が増大したような異常が発生したときは、その分だけ
センサ出力は両方共に上昇し、つまり、見掛は上はセン
サストロークがあたかもＡ点からＢ点に移動したのと同
じたけ変化する。

このような異常については、仮にコンピュータにより両
センサの出力差が所定値を越えたときに異常であると判
定して待避処理を行う場合には、これを判断することが
できす、センサストロークが変化したのものとして処理
されてしまう。

このことは、図中のり、Ｅ、Ｆ部分の抵抗が変化したと
きも同様で、これではセンサを二重化した意味が薄れて
くる。

また、Ｇ部分においてメインセンサとサブセンサとの回
路が短絡したときにも、その前後で両センサの出力に変
化がないため、これを検出することができない。

本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段）第１の発明は、第１図（Ａ）にも示すように、同一的に
作動するメインセンサ１００とサブセンサ１０１と、こ
れらメインセンサ１００とサブセンサ１０１に共通の電
源から逆極性の電圧を印加する手段１０２と、メインセ
ンサとサブセンサの出力が変化したにもかわらず両セン
サの出力の絶対値の差が所定値以上であるときに異常の
発生を判定する手段１０３とを備えた。

また、第２の発明は、第１図（Ｂ）にも示すように、同
一的に作動するメインセンサ１００とサブセンサ１０１
と、これらメインセンサ１００とサブセンサ１０１に共
通の電源から逆極性の電圧を印加する手段１０２と、メ
インセンサとサブセンサの出力が中立位置へ変化しかつ
その変化幅が所定値以上であることを判定する手段１０
４と、このセンサ出力が所定時間以上にわたり中立位置
を維持しているときに異常の発生を判定する手段１０５
とを備えた。

（作用）したがって、第１の発明によれば、正常時にはセンサ出
力はセンサストロークに応じて、中立点を基準にして一
方は増加、他方は減少するように変化し、また、両セン
サの出力の絶対値は等しい。

これに対して、センサストロークが変化しなくても回路
抵抗の変動等の異常があると、その電圧変化分だけセン
サ出力は変化する。この電圧変化分は同一方向の出力変
化として現れるため、両センサの出力の絶対値は相違し
てくる。

これにより、センサ出力が変化しても、両センサの出力
の絶対値の差に変化かあるときは、異常が発生している
と判断される。

第２の発明によれば、両センサ問が短絡したときに瞬時
に出力が中立位置くゼロ点）に変化するが、この変化は
通常のセンサストロークが中立位置に復帰するときの速
度よりもはるかに速く、したがって単位時間当たりの変
化幅も大きい。

しかも、通常ならば中立位置に向けて素早くセンサスト
ロークが変化したときは、慣性等により中立位置に静止
せずにセンサ出力が中立位置から変動するが、このよう
な故障時にはセンサ出力は中立位置から一切変化しない
ため、これらから異常の発生を的確に判断することがで
きる。

（実施例）以下、本発明の詳細な説明する。

第２図において、メインセンサ１０ａとサブセンサ１０
ｂとは、共通の電源１１に対して、並列ではあるが、互
いに逆極性となるように、接続される。

つまり、メインセンサ１０ａとサブセンサ１０ｂの作動
方向は同一であるが、その出力特性は第３図（Ａ）にも
示すように、例えばメインセンサ１０ａの出力が中立位
置くゼロ点）からセンサストロークに応じてリニヤに増
加（正の出力電圧）していくのに対しくＡ−＋Ｂ’）、
サブセンサ１０ｂの出力はゼロ点からリニヤに減少（負
の出力電圧）していく（Ａ”→Ｂ”〉ように、互いに逆
極性に接続される。

そして、センサ部分及びアンプ＾ＮＰＩ、＾ＭＰ２の部
分が二重化され、その他の部分は共通の回路で構成され
ることは、第５図と同一である。

したがって、この二重化回路においては、メインセンサ
１０ａとサブセンサ１０ｂの各出力は、第３図（Ａ）に
示す通り、センサストロークに応じて互いに増減の方向
が逆で、かつストロークに応じて出力の差が比例的に変
化く増減）する。

なお、実際にセンサ出力を利用するときは、サブセンサ
１０ｂの出力をインバータ等により反転することで、メ
インセンサ１０ａの出力と一致させることができる。

そして、このセンサ出力から二重化回路の異常を判断す
るための異常判断装置１２は、マイコン等で構成され、
具体的には第４図（Ａ）のフローチャートに示すような
演算動作により、正常か異常かの判断を行う、なお、こ
の演算動作は所定の単位時間毎に繰り返し実行される。

つまり、正常時にはセンサ出力はセンサストロークに応
じて一方は増加、他方は減少するように変化し、かつ両
センサの出力の絶対値は常に等しいが、例えば、回路抵
抗の変動等の異常があると、その電圧変化分だけセンサ
出力は変化し、しかもこの電圧変化分は同一方向の出力
変化として現れるため、両センサの出力の絶対値の差が
変化する。

したがって、センサ出力が変化しても、両センサの出力
の絶対値に差があるときは、異常が発生していると判断
される。

そこで、ステップＳ１と８２で、メインセンサ出力値ｖ
ｍ（ｎ）と、サブセンサ出力値Ｖｓ（ｎ）とを読込み、
また前回の各出力値Ｖｍ（ｎ　　１）とＶｓ（ｎ−１）
とを読出す。

そして、Ｓ３で前回と今回とで各センサ出力値に変化が
あるか無いかを判断して、出力値に変化を生じたときは
、Ｓ４で今回のＶ−とＶｓとの各絶対値に所定値α以上
の差を生じたかどうかく換言すると差がゼロかどうか）
を判断する。

各センサが正常に作動しているときは、センサストロー
クに応じて出力が変化し、かつ両センサの出力差もスト
ロークに応じてリニヤに変化するが、例えば第２図のＣ
部分の抵抗が故障により増加したときなど、第３図（Ａ
＞にも示すように、センサストロークが変化しなくても
、メインセンサ出力は、抵抗増加分に相当する電圧値だ
け、Ａ。

→Ｂ′へと変化し、サブセンサ出力も同一電圧値だけ増
加して、Ａ”→Ｃ”へと変化する。

これらはいずれも同一方向への電圧の増加として現れる
ので、通常のストローク時のように、両センサの出力の
絶対値は一致せず、両者の差が生じる。

したがって、Ｓ５でこの出力の絶対値の差が所定値以上
のまま、これがＮ回連続したときは、センサ二重化回路
に異常が発生したと判断して、Ｓ６で出力待避処理に移
行する。

このような回路の以上は、Ｃ部分以外の、Ｄ。

Ｅ、Ｆ部分についても同様に検出することができ、また
、当然のことながらメインセンサ１０ｇとサブセンサ１
０ｂのいずれか一方に故障が生じて異常出力値を生じた
ときにも、両センサ出力の絶対値の差を判定することに
より、的確に検出することができる。

なお、上記以外はＳ７の正常処理ルーチンに移行する。

次に他の実施例を第４図（Ｂ）のフローチャートにした
がって説明すると、これは第２図のセンサ間が短絡した
ようなときは、両センサ出力は第３図（Ｂ）のように、
ただちに中立点に復帰する点に着目して、これを検出し
たときに異常であると判定するようにしたものである。

ただし、センサが正常に動作して中立位置に戻れば、当
然ながら両センサ出力はゼロになるので、これとの相違
を識別する必要がある。

そこで、ステップＳ３’でメインセンサとサブセンサの
各出力ｖｌＩとＶｓがゼロがどうかを判断し、中立位置
の出力に相当するゼロのときは、Ｓ４’でそれぞれメイ
ンセンサとサブセンサの出力の前回値との差を求め、こ
の差が所定値β以上のときは、通常のセンサストローク
では想定できないほど急速に変化したものと判断し、８
５°において、この状態がＮ回以上連続したときに、異
常の発生を判定して待避処理に移行する。

センサストロークが急速に中立位置へと変化することも
あるが、この場合には、慣性により中立点を過ぎて出力
が変化し、そのまま中立位置に止どまることは極めて少
ない。したがって、中立出力がＮ回連続するのを待つこ
とにより、より精度よく故障の判定を行うことができる
。

このようにして、センサ間の短絡等による故障も的確に
判断することができる。

（発明の効果）以上のようにこの発明によれば、センサ二重化回路にお
いて、単にいずれか一方のセンサの故障時だけではなく
、回路の各部の抵抗変化時などにもこれを正確に判断す
ることができる。

また、センサ間において短絡を生じたときにも、正しく
これを識別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ＞、（Ｂ）はそれぞれ本発明の構成図、第２
図は本発明の実施例を示す回路図、第３図（Ａ）、（Ｂ
）はそれぞれ出力特性図、第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれ
ぞれ制御動作のフローチャート、第５図は従来例の回路
図、第６図はその出力特性図である。１０ａ・・・メインセンサ、１０ｂ・・・サブセンサ、
１１・・・電源、１２・・・異常判断装置。第２図第３図（Ａ）第３図＜８）

Claims

【特許請求の範囲】

１．同一的に作動するメインセンサとサブセンサと、こ
れらメインセンサとサブセンサに共通の電源から逆極性
の電圧を印加する手段と、メインセンサとサブセンサの
出力が変化したにもかわらず両センサの出力の絶対値の
差が所定値以上であるときに異常の発生を判定する手段
とを備えたことを特徴とするセンサの異常検出装置。
２．同一的に作動するメインセンサとサブセンサと、こ
れらメインセンサとサブセンサに共通の電源から逆極性
の電圧を印加する手段と、メインセンサとサブセンサの
出力が中立位置へ変化しかつその変化幅が所定値以上で
あることを判定する手段と、このセンサ出力が所定時間
以上にわたり中立位置を維持しているときに異常の発生
を判定する手段とを備えたことを特徴とするセンサの異
常検出装置。