JPH05264279A - 診断機能付振動ジャイロ - Google Patents
診断機能付振動ジャイロInfo
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- JPH05264279A JPH05264279A JP4063510A JP6351092A JPH05264279A JP H05264279 A JPH05264279 A JP H05264279A JP 4063510 A JP4063510 A JP 4063510A JP 6351092 A JP6351092 A JP 6351092A JP H05264279 A JPH05264279 A JP H05264279A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 振動ジャイロが正常に作動しているか否かを
的確に診断でき、信頼性を有効に向上できる診断機能付
振動ジャイロを提供する。 【構成】 振動体１の異なる側面１ａ，１ｂに貼着し
た、少なくとも検出機能を有する二つの圧電素子２ａ，
２ｂを具える振動ジャイロにおいて、前記二つの圧電素
子２ａ，２ｂの出力を監視する振幅監視手段１４を設
け、この振幅監視手段１４の出力に基づいて、振動ジャ
イロの正常・異常を診断し得るよう構成する。
的確に診断でき、信頼性を有効に向上できる診断機能付
振動ジャイロを提供する。 【構成】 振動体１の異なる側面１ａ，１ｂに貼着し
た、少なくとも検出機能を有する二つの圧電素子２ａ，
２ｂを具える振動ジャイロにおいて、前記二つの圧電素
子２ａ，２ｂの出力を監視する振幅監視手段１４を設
け、この振幅監視手段１４の出力に基づいて、振動ジャ
イロの正常・異常を診断し得るよう構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、振動ジャイロ、特に
自励振動し、例えば自動車等に搭載される姿勢制御シス
テム、ナビゲーションシステムに用いるに好適な診断機
能付振動ジャイロに関するものである。
自励振動し、例えば自動車等に搭載される姿勢制御シス
テム、ナビゲーションシステムに用いるに好適な診断機
能付振動ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば図
６に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２ａを、その側面１ａと隣接す
る他の側面１ｂに第二の圧電素子２ｂをそれぞれ貼着し
て振動子３を構成している。圧電素子２ａ，２ｂは、そ
れぞれのインピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置
４の出力側に接続され、さらにこの駆動装置４の出力側
に、他のインピーダンス素子Ｚ3 を介して容量素子Ｃが
接続されて、これら圧電素子２ａ，２ｂおよび容量素子
Ｃに対して、駆動装置４から同時に交流電圧が印加され
るようになっている。
６に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２ａを、その側面１ａと隣接す
る他の側面１ｂに第二の圧電素子２ｂをそれぞれ貼着し
て振動子３を構成している。圧電素子２ａ，２ｂは、そ
れぞれのインピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置
４の出力側に接続され、さらにこの駆動装置４の出力側
に、他のインピーダンス素子Ｚ3 を介して容量素子Ｃが
接続されて、これら圧電素子２ａ，２ｂおよび容量素子
Ｃに対して、駆動装置４から同時に交流電圧が印加され
るようになっている。
【０００３】インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電素子２
ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂは、加算器６
の入力端子に接続され、この加算器６の出力端子とイン
ピーダンス素子Ｚ3 および容量素子Ｃの接続点５ｃとが
差動増幅器７の入力端子に接続されて、その差動出力が
駆動装置４に帰還されるようになっている。また、イン
ピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電素子２ａ，２ｂとのそれ
ぞれの接続点５ａ，５ｂは、差動増幅器８の入力端子に
も接続され、その差動出力が同期検波器９で検波された
後、図示しない平滑回路で平滑されて、角速度検出信号
として取り出されるようになっている。なお、同期検波
器９には、駆動装置４の出力も供給されている。
ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂは、加算器６
の入力端子に接続され、この加算器６の出力端子とイン
ピーダンス素子Ｚ3 および容量素子Ｃの接続点５ｃとが
差動増幅器７の入力端子に接続されて、その差動出力が
駆動装置４に帰還されるようになっている。また、イン
ピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電素子２ａ，２ｂとのそれ
ぞれの接続点５ａ，５ｂは、差動増幅器８の入力端子に
も接続され、その差動出力が同期検波器９で検波された
後、図示しない平滑回路で平滑されて、角速度検出信号
として取り出されるようになっている。なお、同期検波
器９には、駆動装置４の出力も供給されている。
【０００４】図６に示す振動ジャイロにおいては、駆動
装置４から圧電素子２ａ，２ｂに交流電圧を印加するこ
とによって、振動子３を直交三次元座標系のＸ軸方向に
自励振動させることができる。この振動状態において、
接続点５ａ，５ｂから得られる出力は、駆動装置４から
の供給電圧と、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂの歪みに
伴って各圧電素子２ａ，２ｂから出力される電圧との合
成出力となる。したがって、それらの両合成出力の和を
加算器６で求め、その出力と接続点５ｃからの供給電圧
に対応する出力との差を差動増幅器７で求めれば、Ｘ軸
方向の振動に基づいて圧電素子２ａ，２ｂから発生され
た電圧だけを抽出できるので、この差動増幅器７の出力
を駆動装置４に帰還させることにより、振動子３を十分
安定して自励振動させることができる。
装置４から圧電素子２ａ，２ｂに交流電圧を印加するこ
とによって、振動子３を直交三次元座標系のＸ軸方向に
自励振動させることができる。この振動状態において、
接続点５ａ，５ｂから得られる出力は、駆動装置４から
の供給電圧と、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂの歪みに
伴って各圧電素子２ａ，２ｂから出力される電圧との合
成出力となる。したがって、それらの両合成出力の和を
加算器６で求め、その出力と接続点５ｃからの供給電圧
に対応する出力との差を差動増幅器７で求めれば、Ｘ軸
方向の振動に基づいて圧電素子２ａ，２ｂから発生され
た電圧だけを抽出できるので、この差動増幅器７の出力
を駆動装置４に帰還させることにより、振動子３を十分
安定して自励振動させることができる。
【０００５】また、振動子３が自励振動している状態
で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子３は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点５ａ，５ｂからの出力に差が生じる。し
たがって、その差を差動増幅器８で求めれば、コリオリ
の力の発生に伴う電圧を分離して検出することができる
ので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検波し
た後、平滑回路で平滑することにより角速度検出信号を
得ることができる。
で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子３は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点５ａ，５ｂからの出力に差が生じる。し
たがって、その差を差動増幅器８で求めれば、コリオリ
の力の発生に伴う電圧を分離して検出することができる
ので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検波し
た後、平滑回路で平滑することにより角速度検出信号を
得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した振動ジャイロ
において、振動子３は、図７に示すように、支持用細条
１０ａ，１０ｂを介してＸ軸方向およびＹ軸方向に振動
可能に支持台１１に支持されている。ここで、振動子３
と支持用細条１０ａ，１０ｂとのそれぞれの接続部１２
ａ，１２ｂは、振動子３の振動を抑制しない程度の小面
積で構成され、また圧電素子２ａ，２ｂに接続されるリ
ード線１３ａ，１３ｂも、同様に振動子３の振動を抑制
しない程度の細線で構成されている。このため、長期に
亘る振動や極めて大きな衝撃等によって、接続部１２
ａ，１２ｂにおける振動子３の支持状態が変化したり、
リード線１３ａ，１３ｂが切断されて所要の交流電圧が
印加できなくなることがある。
において、振動子３は、図７に示すように、支持用細条
１０ａ，１０ｂを介してＸ軸方向およびＹ軸方向に振動
可能に支持台１１に支持されている。ここで、振動子３
と支持用細条１０ａ，１０ｂとのそれぞれの接続部１２
ａ，１２ｂは、振動子３の振動を抑制しない程度の小面
積で構成され、また圧電素子２ａ，２ｂに接続されるリ
ード線１３ａ，１３ｂも、同様に振動子３の振動を抑制
しない程度の細線で構成されている。このため、長期に
亘る振動や極めて大きな衝撃等によって、接続部１２
ａ，１２ｂにおける振動子３の支持状態が変化したり、
リード線１３ａ，１３ｂが切断されて所要の交流電圧が
印加できなくなることがある。
【０００７】このように、接続部１２ａ，１２ｂにおけ
る支持状態の変化や、リード線１３ａ，１３ｂの切断が
生じると、振動子３の姿勢が変化して平滑回路の出力が
変化するが、従来の振動ジャイロにあっては、平滑回路
から得られる角速度検出信号が上記の事故による誤った
ものなのか、実際に角速度が入力した正規のものなのか
を判別できないため、信頼性が低いという問題があっ
た。このため、従来の振動ジャイロを、例えば自動車の
姿勢制御システムやナビゲーションシステムに用いる
と、誤動作が生じる恐れがある。
る支持状態の変化や、リード線１３ａ，１３ｂの切断が
生じると、振動子３の姿勢が変化して平滑回路の出力が
変化するが、従来の振動ジャイロにあっては、平滑回路
から得られる角速度検出信号が上記の事故による誤った
ものなのか、実際に角速度が入力した正規のものなのか
を判別できないため、信頼性が低いという問題があっ
た。このため、従来の振動ジャイロを、例えば自動車の
姿勢制御システムやナビゲーションシステムに用いる
と、誤動作が生じる恐れがある。
【０００８】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、振動ジャイロが正常に作動して
いるか否かを的確に診断でき、信頼性を有効に向上でき
るよう適切に構成した診断機能付振動ジャイロを提供す
ることを目的とする。
目してなされたもので、振動ジャイロが正常に作動して
いるか否かを的確に診断でき、信頼性を有効に向上でき
るよう適切に構成した診断機能付振動ジャイロを提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、振動体の異なる側面に貼着した、少
なくとも検出機能を有する二つの圧電素子を具える振動
ジャイロにおいて、前記二つの圧電素子の出力を監視す
る振幅監視手段を設け、この振幅監視手段の出力に基づ
いて、振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成
する。
め、この発明では、振動体の異なる側面に貼着した、少
なくとも検出機能を有する二つの圧電素子を具える振動
ジャイロにおいて、前記二つの圧電素子の出力を監視す
る振幅監視手段を設け、この振幅監視手段の出力に基づ
いて、振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成
する。
【００１０】また、この発明の好適実施例では、前記振
幅監視手段により、前記二つの圧電素子の差動出力を監
視するよう構成する。
幅監視手段により、前記二つの圧電素子の差動出力を監
視するよう構成する。
【００１１】
【作用】かかる構成において、振動体の支持機構に異常
が生じたり、検出機能を有する圧電素子に接続されたリ
ード線に断線が生じると、その圧電素子の出力は変化す
る。したがって、その振幅の変化を振幅監視手段で監視
することにより、特に検出機能を有する二つの圧電素子
の差動出力を振幅監視手段で監視することにより、振動
ジャイロの動作の正否を診断することが可能となる。
が生じたり、検出機能を有する圧電素子に接続されたリ
ード線に断線が生じると、その圧電素子の出力は変化す
る。したがって、その振幅の変化を振幅監視手段で監視
することにより、特に検出機能を有する二つの圧電素子
の差動出力を振幅監視手段で監視することにより、振動
ジャイロの動作の正否を診断することが可能となる。
【００１２】
【実施例】図１は、この発明の第１実施例を示すもの
で、図６に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを
示す。この振動ジャイロにおいては、図６と同様に、横
断面形状が四角形を成す振動体１の一側面１ａに第一の
圧電素子２ａを、その側面１ａと隣接する他の側面１ｂ
に第二の圧電素子２ｂをそれぞれ貼着して振動子３を構
成する。圧電素子２ａ，２ｂは、それぞれインピーダン
ス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置４の出力側に接続し、
さらに駆動装置４の出力側には、他のインピーダンス素
子Ｚ3 を介して容量素子Ｃを接続して、これら圧電素子
２ａ，２ｂおよび容量素子Ｃに、駆動装置４から同時に
交流電圧を印加するようにする。
で、図６に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを
示す。この振動ジャイロにおいては、図６と同様に、横
断面形状が四角形を成す振動体１の一側面１ａに第一の
圧電素子２ａを、その側面１ａと隣接する他の側面１ｂ
に第二の圧電素子２ｂをそれぞれ貼着して振動子３を構
成する。圧電素子２ａ，２ｂは、それぞれインピーダン
ス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置４の出力側に接続し、
さらに駆動装置４の出力側には、他のインピーダンス素
子Ｚ3 を介して容量素子Ｃを接続して、これら圧電素子
２ａ，２ｂおよび容量素子Ｃに、駆動装置４から同時に
交流電圧を印加するようにする。
【００１３】インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電素子２
ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂは、加算器６
の入力端子に接続し、この加算器６の出力端子とインピ
ーダンス素子Ｚ3 および容量素子Ｃの接続点５ｃとを差
動増幅器７の入力端子に接続して、その差動出力を駆動
装置４に帰還する。また、インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ 2
と圧電素子２ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂ
は、差動増幅器８の入力端子にも接続し、その差動出力
を同期検波器９で検波した後、図示しない平滑回路で平
滑して、角速度検出信号として取り出すよう構成する。
なお、同期検波器９には、駆動装置４の出力をも供給す
る。
ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂは、加算器６
の入力端子に接続し、この加算器６の出力端子とインピ
ーダンス素子Ｚ3 および容量素子Ｃの接続点５ｃとを差
動増幅器７の入力端子に接続して、その差動出力を駆動
装置４に帰還する。また、インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ 2
と圧電素子２ａ，２ｂとのそれぞれの接続点５ａ，５ｂ
は、差動増幅器８の入力端子にも接続し、その差動出力
を同期検波器９で検波した後、図示しない平滑回路で平
滑して、角速度検出信号として取り出すよう構成する。
なお、同期検波器９には、駆動装置４の出力をも供給す
る。
【００１４】かかる振動ジャイロにおいて、駆動装置４
から圧電素子２ａ，２ｂに交流電圧を印加すると、振動
子３は直交三次元座標系のＸ軸方向に自励振動し、この
振動状態において、接続点５ａ，５ｂから、駆動装置４
からの供給電圧と、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂの歪
みに伴って各圧電素子２ａ，２ｂから出力される電圧と
を合成した出力が得られる。したがって、それらの両合
成出力の和を加算器６で求め、その出力と接続点５ｃか
らの供給電圧に対応する出力との差を差動増幅器７で求
めれば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２ａ，２ｂ
から発生された電圧だけを抽出できるので、この差動増
幅器７の出力を駆動装置４に帰還させることにより、振
動子３を十分安定して自励振動させることができる。
から圧電素子２ａ，２ｂに交流電圧を印加すると、振動
子３は直交三次元座標系のＸ軸方向に自励振動し、この
振動状態において、接続点５ａ，５ｂから、駆動装置４
からの供給電圧と、それぞれの圧電素子２ａ，２ｂの歪
みに伴って各圧電素子２ａ，２ｂから出力される電圧と
を合成した出力が得られる。したがって、それらの両合
成出力の和を加算器６で求め、その出力と接続点５ｃか
らの供給電圧に対応する出力との差を差動増幅器７で求
めれば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２ａ，２ｂ
から発生された電圧だけを抽出できるので、この差動増
幅器７の出力を駆動装置４に帰還させることにより、振
動子３を十分安定して自励振動させることができる。
【００１５】また、振動子３が自励振動している状態
で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子３は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点５ａ，５ｂからの出力に差が生じる。し
たがって、その差を差動増幅器８で求めれば、コリオリ
の力の発生に伴う電圧を分離して検出することができる
ので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検波し
た後、平滑回路で平滑することにより角速度検出信号を
得ることができる。
で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子３は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点５ａ，５ｂからの出力に差が生じる。し
たがって、その差を差動増幅器８で求めれば、コリオリ
の力の発生に伴う電圧を分離して検出することができる
ので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検波し
た後、平滑回路で平滑することにより角速度検出信号を
得ることができる。
【００１６】この実施例では、差動増幅器８の出力を振
幅監視手段１４に供給し、該振幅監視手段１４において
差動増幅器８の出力が所定の範囲にあるか否かを検出し
て、振動ジャイロの動作の正否を診断する。
幅監視手段１４に供給し、該振幅監視手段１４において
差動増幅器８の出力が所定の範囲にあるか否かを検出し
て、振動ジャイロの動作の正否を診断する。
【００１７】上記構成において、振動ジャイロが正常に
動作しているときは、差動増幅器８の出力は所定の範囲
にあるが、図７において説明したように、振動子３を支
持する接続部１２ａ，１２ｂにおける支持状態の変化
や、リード線１３ａ，１３ｂに断線が生じると、差動増
幅器８の出力が大きくなって所定の範囲から外れること
になる。
動作しているときは、差動増幅器８の出力は所定の範囲
にあるが、図７において説明したように、振動子３を支
持する接続部１２ａ，１２ｂにおける支持状態の変化
や、リード線１３ａ，１３ｂに断線が生じると、差動増
幅器８の出力が大きくなって所定の範囲から外れること
になる。
【００１８】すなわち、振動ジャイロが正常に動作して
いる状態で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けないとき
は、差動増幅器８の出力は、図２Ａに実線イで示すよう
に、接続点５ａ，５ｂからの出力がキャンセルされて零
となり、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、その角
速度に比例するコリオリの力により接続点５ａ，５ｂの
出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに破線
ロで示すようになる。これに対し、例えばリード線１３
ａ，１３ｂの一方に断線が生じて、差動増幅器８の一方
の入力がなくなると、その出力は図２Ｂに示すように、
極めて大きくなって正常動作時の範囲から外れることに
なる。したがって、振幅監視手段１４において、差動増
幅器８の出力を監視することにより、それが所定の範囲
にあるときは正常、所定の範囲から外れているときは異
常として、振動ジャイロの動作の正否を診断することが
できる。
いる状態で、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けないとき
は、差動増幅器８の出力は、図２Ａに実線イで示すよう
に、接続点５ａ，５ｂからの出力がキャンセルされて零
となり、振動子３がＺ軸廻りの回転を受けると、その角
速度に比例するコリオリの力により接続点５ａ，５ｂの
出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに破線
ロで示すようになる。これに対し、例えばリード線１３
ａ，１３ｂの一方に断線が生じて、差動増幅器８の一方
の入力がなくなると、その出力は図２Ｂに示すように、
極めて大きくなって正常動作時の範囲から外れることに
なる。したがって、振幅監視手段１４において、差動増
幅器８の出力を監視することにより、それが所定の範囲
にあるときは正常、所定の範囲から外れているときは異
常として、振動ジャイロの動作の正否を診断することが
できる。
【００１９】ここで、振幅監視手段１４は、例えば図３
に示すように、差動増幅器８の出力を全波整流器１５で
全波整流し、その出力をコンパレータ１６に供給して所
定の基準値と比較することにより、正常値範囲から外れ
ているか否かを検出するよう構成する。
に示すように、差動増幅器８の出力を全波整流器１５で
全波整流し、その出力をコンパレータ１６に供給して所
定の基準値と比較することにより、正常値範囲から外れ
ているか否かを検出するよう構成する。
【００２０】この実施例によれば、圧電素子２ａ，２ｂ
に、駆動、帰還、検出の全ての機能を持たせているの
で、振動子３には二本のリード線１３ａ，１３ｂのみが
接続されることになる。したがって、差動増幅器８の出
力を監視することにより、振動子３の接続部１２ａ，１
２ｂでの支持状態の変化による異常や、リード線１３
ａ，１３ｂの切断による異常を有効に診断することがで
きる。
に、駆動、帰還、検出の全ての機能を持たせているの
で、振動子３には二本のリード線１３ａ，１３ｂのみが
接続されることになる。したがって、差動増幅器８の出
力を監視することにより、振動子３の接続部１２ａ，１
２ｂでの支持状態の変化による異常や、リード線１３
ａ，１３ｂの切断による異常を有効に診断することがで
きる。
【００２１】図４は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例では、横断面形状が四角形を成す振
動体１８の一側面に駆動用圧電素子１９を、該側面と対
向する反対側の側面に帰還用圧電素子２０をそれぞれ貼
着すると共に、これら側面と直交する他の二側面にそれ
ぞれ検出用圧電素子２１ａ，２１ｂを貼着して振動子２
２を構成し、その駆動用圧電素子１９に駆動装置４の出
力を供給し、帰還用圧電素子２０の出力を駆動装置４に
帰還させる。
である。この実施例では、横断面形状が四角形を成す振
動体１８の一側面に駆動用圧電素子１９を、該側面と対
向する反対側の側面に帰還用圧電素子２０をそれぞれ貼
着すると共に、これら側面と直交する他の二側面にそれ
ぞれ検出用圧電素子２１ａ，２１ｂを貼着して振動子２
２を構成し、その駆動用圧電素子１９に駆動装置４の出
力を供給し、帰還用圧電素子２０の出力を駆動装置４に
帰還させる。
【００２２】また、検出用圧電素子２１ａ，２１ｂの出
力は、差動増幅器８に供給して作動増幅し、その出力を
同期検波器９に供給すると共に、振幅監視手段１４に供
給する。なお、同期検波器９には、駆動装置４の出力を
も供給する。
力は、差動増幅器８に供給して作動増幅し、その出力を
同期検波器９に供給すると共に、振幅監視手段１４に供
給する。なお、同期検波器９には、駆動装置４の出力を
も供給する。
【００２３】かかる構成において、駆動装置４から駆動
用圧電素子１９に交流電圧を印加し、帰還用圧電素子２
０の出力を駆動装置４に帰還させると、振動子２２は直
交三次元座標系のＸ軸方向に自励振動する。ここで、振
動ジャイロが正常に動作している状態で、振動子２２が
Ｚ軸廻りの回転を受けないときは、差動増幅器８の出力
は、検出用圧電素子２１ａ，２１ｂの出力がキャンセル
されて、第１実施例と同様に図２Ａに実線イで示したよ
うに零となり、振動子２２がＺ軸廻りの回転を受ける
と、振動子２２はその角速度に比例するコリオリの力に
よりＹ軸方向に振動して、検出用圧電素子２１ａ，２１
ｂの出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに
破線ロで示したようになる。したがって、この差動増幅
器８からコリオリの力の発生に伴う電圧を得ることがで
きるので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検
波した後、図示しない平滑回路で平滑することにより角
速度検出信号を得ることができる。
用圧電素子１９に交流電圧を印加し、帰還用圧電素子２
０の出力を駆動装置４に帰還させると、振動子２２は直
交三次元座標系のＸ軸方向に自励振動する。ここで、振
動ジャイロが正常に動作している状態で、振動子２２が
Ｚ軸廻りの回転を受けないときは、差動増幅器８の出力
は、検出用圧電素子２１ａ，２１ｂの出力がキャンセル
されて、第１実施例と同様に図２Ａに実線イで示したよ
うに零となり、振動子２２がＺ軸廻りの回転を受ける
と、振動子２２はその角速度に比例するコリオリの力に
よりＹ軸方向に振動して、検出用圧電素子２１ａ，２１
ｂの出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに
破線ロで示したようになる。したがって、この差動増幅
器８からコリオリの力の発生に伴う電圧を得ることがで
きるので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検
波した後、図示しない平滑回路で平滑することにより角
速度検出信号を得ることができる。
【００２４】これに対し、例えば検出用圧電素子２１
ａ，２１ｂに接続されているリード線の一方に断線が生
じると、切れた側の圧電素子のヤング率が高くなって、
検出用圧電素子２１ａ，２１ｂのヤング率のバランスが
崩れるため、振動子２２は当初のＸ軸方向の振動からＹ
軸方向成分を有する傾いた振動を行うことになる。その
結果、切れない側の圧電素子に電圧が生じて、差動増幅
器８の出力は、図２Ｂに示したと同様に、極めて大きく
なって正常動作時の範囲から外れることになる。したが
って、振幅監視手段１４を、図３と同様に構成して、差
動増幅器８の出力を監視することにより、それが所定の
範囲にあるときは正常、所定の範囲から外れているとき
は異常として、振動ジャイロの動作の正否を診断するこ
とができる。
ａ，２１ｂに接続されているリード線の一方に断線が生
じると、切れた側の圧電素子のヤング率が高くなって、
検出用圧電素子２１ａ，２１ｂのヤング率のバランスが
崩れるため、振動子２２は当初のＸ軸方向の振動からＹ
軸方向成分を有する傾いた振動を行うことになる。その
結果、切れない側の圧電素子に電圧が生じて、差動増幅
器８の出力は、図２Ｂに示したと同様に、極めて大きく
なって正常動作時の範囲から外れることになる。したが
って、振幅監視手段１４を、図３と同様に構成して、差
動増幅器８の出力を監視することにより、それが所定の
範囲にあるときは正常、所定の範囲から外れているとき
は異常として、振動ジャイロの動作の正否を診断するこ
とができる。
【００２５】図５は、この発明の第３実施例を示すもの
である。この実施例では、横断面形状が三角形を成す振
動体２３の二側面に駆動および検出用の圧電素子２４，
２５を、残りの側面に帰還用圧電素子２６をそれぞれ貼
着して振動子２７を構成し、その圧電素子２４、２５に
それぞれ抵抗２８，２９を介して駆動装置４の出力を供
給し、帰還用圧電素子２６の出力を駆動装置４に帰還さ
せる。
である。この実施例では、横断面形状が三角形を成す振
動体２３の二側面に駆動および検出用の圧電素子２４，
２５を、残りの側面に帰還用圧電素子２６をそれぞれ貼
着して振動子２７を構成し、その圧電素子２４、２５に
それぞれ抵抗２８，２９を介して駆動装置４の出力を供
給し、帰還用圧電素子２６の出力を駆動装置４に帰還さ
せる。
【００２６】また、圧電素子２４，２５の出力は、差動
増幅器８に供給して作動増幅し、その出力を同期検波器
９に供給すると共に、振幅監視手段１４に供給する。な
お、同期検波器９には、駆動装置４の出力をも供給す
る。
増幅器８に供給して作動増幅し、その出力を同期検波器
９に供給すると共に、振幅監視手段１４に供給する。な
お、同期検波器９には、駆動装置４の出力をも供給す
る。
【００２７】かかる構成において、駆動装置４から抵抗
２８，２９を介して圧電素子２４，２５に交流電圧を印
加し、帰還用圧電素子２６の出力を駆動装置４に帰還さ
せると、振動子２７は直交三次元座標系のＸ軸方向に自
励振動する。ここで、振動ジャイロが正常に動作してい
る状態で、振動子２７がＺ軸廻りの回転を受けないとき
は、差動増幅器８の出力は、圧電素子２４，２５の出力
がキャンセルされて、第１実施例と同様に図２Ａに実線
イで示したように零となり、振動子２７がＺ軸廻りの回
転を受けると、振動子２７はその角速度に比例するコリ
オリの力によりＹ軸方向に振動して、圧電素子２４，２
５の出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに
破線ロで示したようになる。したがって、この差動増幅
器８からコリオリの力の発生に伴う電圧を得ることがで
きるので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検
波した後、図示しない平滑回路で平滑することにより角
速度検出信号を得ることができる。
２８，２９を介して圧電素子２４，２５に交流電圧を印
加し、帰還用圧電素子２６の出力を駆動装置４に帰還さ
せると、振動子２７は直交三次元座標系のＸ軸方向に自
励振動する。ここで、振動ジャイロが正常に動作してい
る状態で、振動子２７がＺ軸廻りの回転を受けないとき
は、差動増幅器８の出力は、圧電素子２４，２５の出力
がキャンセルされて、第１実施例と同様に図２Ａに実線
イで示したように零となり、振動子２７がＺ軸廻りの回
転を受けると、振動子２７はその角速度に比例するコリ
オリの力によりＹ軸方向に振動して、圧電素子２４，２
５の出力に差が生じ、差動増幅器８の出力は、図２Ａに
破線ロで示したようになる。したがって、この差動増幅
器８からコリオリの力の発生に伴う電圧を得ることがで
きるので、この差動増幅器８の出力を同期検波器９で検
波した後、図示しない平滑回路で平滑することにより角
速度検出信号を得ることができる。
【００２８】これに対し、例えば圧電素子２４，２５に
接続されているリード線の一方に断線が生じると、差動
増幅器８の一方の入力がなくなるために、その出力は図
２Ｂに示したと同様に、極めて大きくなって正常動作時
の範囲から外れることになる。したがって、振幅監視手
段１４において、上述した実施例と同様に、差動増幅器
８の出力を監視することにより、それが所定の範囲にあ
るときは正常、所定の範囲から外れているときは異常と
して、振動ジャイロの動作の正否を診断することができ
る。
接続されているリード線の一方に断線が生じると、差動
増幅器８の一方の入力がなくなるために、その出力は図
２Ｂに示したと同様に、極めて大きくなって正常動作時
の範囲から外れることになる。したがって、振幅監視手
段１４において、上述した実施例と同様に、差動増幅器
８の出力を監視することにより、それが所定の範囲にあ
るときは正常、所定の範囲から外れているときは異常と
して、振動ジャイロの動作の正否を診断することができ
る。
【００２９】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、第１実施例では、差動増幅器８の出力
を振幅監視手段１４で監視するようにしたが、接続点５
ａ，５ｂのそれぞれの合成出力の振幅を監視して、振動
ジャイロの動作の正否を診断するよう構成することもで
きる。
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、第１実施例では、差動増幅器８の出力
を振幅監視手段１４で監視するようにしたが、接続点５
ａ，５ｂのそれぞれの合成出力の振幅を監視して、振動
ジャイロの動作の正否を診断するよう構成することもで
きる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、少な
くとも検出機能を有する二つの圧電素子の出力を振幅監
視手段で監視するようにしたので、この振幅監視手段の
出力に基づいて、振動ジャイロが正常に作動しているか
否かを的確に診断することができ、信頼性を有効に向上
することができる。したがって、例えば自動車の姿勢制
御システムやナビゲーションシステムに用いた場合の誤
動作の発生を有効に防止することができる。
くとも検出機能を有する二つの圧電素子の出力を振幅監
視手段で監視するようにしたので、この振幅監視手段の
出力に基づいて、振動ジャイロが正常に作動しているか
否かを的確に診断することができ、信頼性を有効に向上
することができる。したがって、例えば自動車の姿勢制
御システムやナビゲーションシステムに用いた場合の誤
動作の発生を有効に防止することができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】図１の動作を説明するための信号波形図であ
る。
る。
【図３】図１に示す振幅監視手段の一例の構成を示す図
である。
である。
【図４】この発明の第２実施例を示す図である。
【図５】この発明の第３実施例を示す図である。
【図６】この発明を実施し得る振動ジャイロの構成を示
す図である。
す図である。
【図７】図６に示す振動子の支持機構を示す図である。
１ 振動体 １ａ，１ｂ 側面 ２ａ，２ｂ 圧電素子 ３ 振動子 ４ 駆動装置 ５ａ，５ｂ，５ｃ 接続点 ６ 加算器 ７，８ 差動増幅器 ９ 同期検波器 １０ａ，１０ｂ 支持用細条 １１ 支持台 １２ａ，１２ｂ 接続部 １３ａ，１３ｂ リード線 １４ 振幅監視手段 １５ 全波整流器 １６ コンパレータ １８ 振動体 １９ 駆動用圧電素子 ２０ 帰還用圧電素子 ２１ａ，２１ｂ 検出用圧電素子 ２２ 振動子 ２３ 振動体 ２４，２５ 圧電素子 ２６ 帰還用圧電素子 ２７ 振動子 ２８，２９ 抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 振動体の異なる側面に貼着した、少なく
とも検出機能を有する二つの圧電素子を具える振動ジャ
イロにおいて、前記二つの圧電素子の出力を監視する振
幅監視手段を設け、この振幅監視手段の出力に基づい
て、振動ジャイロの正常・異常を診断し得るよう構成し
たことを特徴とする診断機能付振動ジャイロ。 - 【請求項２】 前記振幅監視手段により、前記二つの圧
電素子の差動出力を監視するよう構成したことを特徴と
する請求項１記載の診断機能付振動ジャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063510A JPH05264279A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 診断機能付振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063510A JPH05264279A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 診断機能付振動ジャイロ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264279A true JPH05264279A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=13231299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063510A Pending JPH05264279A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 診断機能付振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05264279A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0905479A2 (en) * | 1997-09-25 | 1999-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| WO2000016042A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Capteur de vitesse angulaire |
| FR2800455A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-04 | Murata Manufacturing Co | Circuit de diagnostic automatique pour gyroscope vibrant |
| WO2009150898A1 (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-17 | 株式会社村田製作所 | 外力検知装置および配線破断検出方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JPH03226620A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ駆動装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4063510A patent/JPH05264279A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02266214A (ja) * | 1989-04-06 | 1990-10-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロ |
| JPH03226620A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ駆動装置 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0905479A2 (en) * | 1997-09-25 | 1999-03-31 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| EP0905479A3 (en) * | 1997-09-25 | 2000-08-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Vibrating gyroscope |
| WO2000016042A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Capteur de vitesse angulaire |
| EP1031814A1 (en) * | 1998-09-10 | 2000-08-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular speed sensor |
| EP1031814A4 (en) * | 1998-09-10 | 2001-12-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ANGLE SPEED SENSOR |
| US6584841B1 (en) | 1998-09-10 | 2003-07-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Angular rate sensor |
| FR2800455A1 (fr) * | 1999-10-29 | 2001-05-04 | Murata Manufacturing Co | Circuit de diagnostic automatique pour gyroscope vibrant |
| US6588274B1 (en) | 1999-10-29 | 2003-07-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Self-diagnosing circuit for vibrating gyroscope |
| WO2009150898A1 (ja) * | 2008-06-10 | 2009-12-17 | 株式会社村田製作所 | 外力検知装置および配線破断検出方法 |
| JP4915474B2 (ja) * | 2008-06-10 | 2012-04-11 | 株式会社村田製作所 | 外力検知装置および配線破断検出方法 |
| US8225661B2 (en) | 2008-06-10 | 2012-07-24 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | External-force detecting apparatus and method of detecting line break |
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