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WO2001067471A1 - Method for diagnosing abnormal condition of isolation transformer and device therefor - Google Patents

Method for diagnosing abnormal condition of isolation transformer and device therefor Download PDF

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WO2001067471A1
WO2001067471A1 PCT/JP2001/001776 JP0101776W WO0167471A1 WO 2001067471 A1 WO2001067471 A1 WO 2001067471A1 JP 0101776 W JP0101776 W JP 0101776W WO 0167471 A1 WO0167471 A1 WO 0167471A1
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frequency
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disconnection
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English (en)
French (fr)
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Koichi Murata
Yasunori Habiro
Dongzhi Jin
Fumihiko Abe
Hajime Mochizuki
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
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    • H01F19/00Fixed transformers or mutual inductances of the signal type
    • H01F19/04Transformers or mutual inductances suitable for handling frequencies considerably beyond the audio range
    • H01F19/08Transformers having magnetic bias, e.g. for handling pulses
    • H01F2019/085Transformer for galvanic isolation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/18Rotary transformers

Definitions

  • an electric connector is used.
  • an abnormality detection method for determining whether or not a connection failure or breakage of a flat cable conductor has occurred based on a resistance value between electrical connector terminals or between conductor wires. In this way, abnormalities are detected at an early stage and necessary measures are taken.
  • An object of the present invention is to provide an abnormality diagnosis method and an apparatus for diagnosing an abnormality in an electrical connection between a separation type transformer and a load.
  • the separation type transformer to which the abnormality diagnosis method of the present invention is applied is suitable for use as, for example, a rotating connector for electrically connecting a stationary member and a rotating member of a steering device of an automobile, and contributes to safe driving of the automobile. I do.
  • the frequency characteristics of the mutual induction signal obtained in the step (b) are determined when the electrical connection in the closed circuit is normal, when a disconnection occurs in the closed circuit, and when the closed circuit is closed.
  • a short circuit occurs in a circuit, it is compared with the frequency characteristic of the mutual induction signal obtained in advance to determine a short circuit or disconnection in a closed circuit.
  • abnormality determination based on the frequency characteristics of the mutual induction signal can be performed accurately and quickly.
  • a test isolation transformer having the same configuration as that of the isolation transformer and having a closed secondary circuit in a normal, disconnected, and short-circuit state is used, and the AC signal is applied to the isolation transformer for testing.
  • the threshold at a predetermined AC signal frequency corresponding to each frequency is determined in advance. Then, the actual signal level at a predetermined AC signal frequency is compared with each threshold value to determine a short circuit or a disconnection in a closed circuit.
  • the amount of change in the level of the smoothed signal is accurately determined by the connection status of the secondary circuit in the closed circuit on the secondary side of the separation type transformer. Therefore, according to the preferred embodiment for performing the abnormality determination based on the amount of change in the smoothed signal level, it is possible to accurately determine the connection abnormality in the closed circuit.
  • FIG. 1 shows a detachable transformer equipped with an abnormality diagnosis device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of setting of a voltage threshold used for abnormality determination based on frequency characteristics
  • FIGS. 1 and 2 An abnormality diagnosis device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the rotating connector includes a stay 5 fixed to a stationary member (not shown) of the steering device and a steering shaft (rotating member) 4 extending through the stay 5.
  • the rotor 6 is fixed, and the rotor 6 rotates with respect to the steering wheel 5 with the rotation of a steering handle (not shown).
  • the rotating connector has a separate transformer.
  • a sensor for detecting the degree of impact applied to the vehicle is connected to the input side of the control device 3, and is connected to the vehicle based on an output signal from the sensor.
  • the control device 3 supplies the air-pack blast power to the primary coil 11. This electric power is supplied from the primary coil 11 to the heating wire 3 via the secondary coil 12, thereby heating the heating wire 3, igniting the detonator, and instantly deploying an air pack (not shown). It is supposed to.
  • reference numeral 20 denotes an abnormality diagnosis device of the present embodiment, and the abnormality diagnosis device 20 is attached to the lower surface of the stay 5.
  • the arithmetic control unit 27 is connected to the frequency setting unit 23, and controls the oscillation frequency setting timing and the setting change timing by the frequency setting unit 23, thereby variably controlling the oscillation frequency of the oscillator 22. ing.
  • the arithmetic control unit 27 includes a voltage detection unit 26 is connected to the output side and determines the maximum voltage value of the output signal output from the voltage detector 26 while the oscillation frequency is varied in the required frequency range. Sometimes, the oscillation frequency (specific oscillation frequency (specific AC signal frequency)) set by the frequency setting unit 23 is determined.
  • the arithmetic control unit 27 has an AZD converter, a digital arithmetic device, and the like.
  • the mutual induction signal (the output of the differential amplifier 24) indicating the magnitude of the back electromotive force induced at both ends of the primary coil 11 1 changes, and accordingly, a signal smoothing circuit 2 5 for inputting the mutual induction signal
  • the voltage value of the output signal (shown with the symbol V in FIGS. 3 and 4) also changes.
  • the voltage value V also changes depending on the oscillation frequency of the oscillator 22 (indicated by the symbol f in FIGS. 3 and 4).
  • the frequencies f 1 to ⁇ based on the frequency characteristics S 1 to S 3 when the secondary closed circuit of the separation type transformer is in a normal state, a disconnection state, and a short-circuit state.
  • the threshold values VS 1 to VS 3 at 3 are set in advance, and the voltage value V of the output signal of the signal smoothing circuit 25 at the frequency f 1 to f 3 is compared with the threshold values VS 1 to VS 3 at the time of abnormality diagnosis. This makes it possible to accurately and quickly determine whether an abnormality has occurred in the secondary circuit. Can be different.
  • the abnormality diagnosis device is based on the differential value d VZ df of the voltage V of the output signal of the signal smoothing circuit 25 when the oscillator 22 operates at the frequencies f 1 and f 3. Then, it is determined whether the secondary closed circuit of the separation type transformer 1 is normal or short-circuited.

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Description

明 細 書
分離型卜ランス用の異常診断方法及びその装置 技術分野
本発明は、 分離型トランス用の異常診断方法及びその装置に関し、 特に、 分離型 トランスの一方のコイルとこれに接続された負荷とを含む閉回路での短絡や断線 を判別する異常診断方法及びその装置に関する。 背景技術
分離型トランスは、互いに相対回転可能に配された 1次側コア及び 2次側コァに それぞれ巻回され互いに電磁結合可能な 1次コイル及び 2次コイルを備え、互いに 相対回転する部材間での電力や電気信号の伝送に適したものになっている。
第 7図は、電子回路 2及び負荷 3にそれぞれ接続された 1次コイル 1 1及び 2次 コイル 1 2を有する分離型トランス 1を示し、 この分離型トランス 1は、電子回路 2から入力した電力や電気信号を負荷 3に供給するようになっている。分離型トラ ンス 1は、例えば、 自動車のステアリング装置の静止部材に固定したステ一夕とス テアリングハンドルに固定されてステ一夕に対して回転するロータとの間を非接 触で電気的に接続する回転コネクタとして用いられる。 この場合、 1次コイル 1 1 及び 2次コイル 1 2はステ一夕及びロータにそれぞれ固定され、電子回路 2の入力 側にはセンサが接続され、 負荷 3は、 例えば、 ステアリングハンドルに内蔵された エアバッグ用の電熱線から構成される。 そして、 電子回路 2は、 自動車に大きな衝 撃が加わったことをセンサ出力信号に基づいて判別したときに分離型トランス 1 の 1次コイル 1 1へエアバッグ起爆電力を出力するようになっており、この電力は、 1次トランス 1 1から 2次トランス 1 2を介して電熱線 3に供給され、これにより 電熱線 3が加熱されて起爆剤に着火し、 エアバッグが膨らむ。 上記説明例から分かるように、分離型トランスには高い動作信頼性が求められる が、分離型トランスの 1次コイルと電子回路との接続や 2次コイルと負荷との接続 には電気コネクタや電線が用いられ、電気コネクタでの接続不良や電線の断線など の異常が生じるおそれがある。
さて、ロー夕とステ一夕との間に渦巻き状をなして配されるフラットケーブルに より口一夕とステ一夕とを電気的に接続するタイプの回転コネクタに関しては、電 気コネクタでの接続不良やフラットケ一ブルをなす導線の断線が発生したか否か を電気コネクタ端子間や導線間の抵抗値に基づいて判別する異常検出方法が知ら れている。そして、 この様な方法で異常発生を早期に検出して、 必要な処置を講じ るようにしている。
しかしながら、分離型トランスの場合は、互いに電磁的に結合された 1次コイル と 2次コイルとの間で交流成分は伝送されるが、直流成分は伝送されないので、 フ ラットケーブル型回転コネクタの場合のように抵抗値に基づいて異常を判別する ことは困難である。すなわち、分離型トランスの 1次コイルに接続された異常診断 ユニットで 1次コイルの両端間の抵抗値を測定することにより、分離型トランスと 負荷とを接続する電気コネクタでの接続不良や電線の断線などの異常を検出する ことはできない。 この様に、 分離型トランスの場合、 分離型トランスと負荷との電 気接続上の異常発生を従来法により検出することは困難である。 発明の開示
本発明の目的は、分離型トランスと負荷との電気接続上の異常を診断する異常診 断方法及びその装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の一つの態様によれば、所定のギャップをおい て互いに対向して相対回転可能に配した 1次側及び 2次側磁性コアにそれぞれ巻 回され互いに電磁結合可能な 1次及び 2次コイルを有する分離型トランス用の異 常診断方法が提供される。 この異常診断方法は、分離型トランスの 1次コイルに交 流信号を印加したときに 1次コイルに生じる相互誘導信号を複数の交流信号周波 数について測定する工程 ) と、 前記工程 (a ) で測定した複数の相互誘導信号 とこの測定に用いた前記複数の交流信号周波数とに基づいて相互誘導信号の周波 数特性を求める工程 (b) と、 前記工程 (b ) で求めた相互誘導信号の周波数特性 に基づいて、分離型トランスの 2次コイルとこれに接続された負荷とを含む閉回路 での短絡あるいは断線を判別する工程 (c ) とを備えることを特徴とする。
本発明の異常診断方法は、分離型トランスの 1次側に交流信号たとえば交流電力 を印加したときに 1次側に生じる相互誘導信号に基づいて、 2次側での接続異常を 判別するものとなっており、抵抗値測定に基づく従来法では検出できなかった 2次 側での接続異常を早期に検出できる。
すなわち、分離型トランスの 2次側の閉回路での電気接続が正常であるときと閉 回路に異常が生じたときとでは 1次コイルからみた分離型トランスの相互インピ 一ダンスが異なり、 閉回路に異常が生じたときの相互誘導信号の周波数特性は、 閉 回路が正常であるときの周波数特性と異なる。従って、相互誘導信号の周波数特性 (たとえば周波数特性を特徴づける周波数特性パラメ一夕)に基づいて異常発生を 判別可能である。 このため、 閉回路での異常発生を早期に検出でき、異常発生時に は必要な処置を講じることができ、従って、分離型卜ランスの動作信頼性を高める ことができる。
本発明の異常診断方法が適用される分離型トランスは、例えば、 自動車のステア リング装置の静止部材と回転部材とを電気的に接続する回転コネクタとしての使 用に適し、 自動車の安全走行に寄与する。
本発明の異常診断方法において、 好ましくは、 工程 (a ) では交流信号の周波数 を可変しつつ相互誘導信号を測定する。 この好適態様によれば、交流信号周波数が 不連続的あるいは連続的に変化し、この周波数変化につれて順次発生する複数の相 互誘導信号が工程 (a ) で測定され、 工程 (b ) では、 複数の相互誘導信号やこれ に対応する複数の平滑信号に基づいて相互誘導信号や平滑信号レベルの周波数特 性が的確に求められる。
好ましくは、 工程(c )では、 工程(b )で求めた相互誘導信号の周波数特性を、 前記閉回路での電気接続が正常であるとき、前記閉回路で断線が生じたとき、及び 前記閉回路で短絡が生じたときに予め求めておいた相互誘導信号の周波数特性と 比較することにより、 閉回路での短絡あるいは断線を判別する。 この好適態様によ れば、 相互誘導信号の周波数特性に基づく異常判別を的確かつ迅速に行える。 好ましくは、分離型トランスと同一構成でありまた 2次側閉回路が正常、断線お よび短絡状態にある試験用分離型トランスを用いて、試験用分離型トランスへの交 流信号の印加に伴って発生する相互誘導信号から得られる平滑信号の最大信号レ ベル及びこれに対応する特定の交流信号周波数を測定し、これらの計測値に基づい て正常時、断線時および短絡時の特定の交流信号周波数にそれぞれ対応する所定の 交流信号周波数での閾値を予め決定しておく。そして、所定の交流信号周波数にお ける実際信号レベルをそれぞれの閾値と比較して閉回路での短絡あるいは断線を 判別する。
平滑信号の最大信号レベル及び特定の交流信号周波数は、分離型トランスの 2次 側の閉回路での電気接続の良否に応じて変化し、 閉回路での接続状態を的確に表 す。従って、 試験用分離型トランスを用いて正常時、 断線時および短絡時の最大信 号レベルと特定の交流信号周波数とから求めた閾値に基づいて異常診断を行う上 記の好適態様によれば、分離型トランスの 2次側の閉回路での接続異常を的確に判 別できる。
好ましくは、正常時および断線時または短絡時の特定の交流信号周波数を含む周 波数領域における平滑信号レベル変化量に基づいて異常判別を行う。
平滑信号レベル変化量は、分離型トランスの 2次側の閉回路での接続状態を的確 に表すので、平滑信号レベル変化量に基づく異常判別を行う上記好適実施態様によ れば閉回路での接続異常を的確に判別できる。
本発明の別の態様によれば、所定のギャップをおいて互いに対向して相対回転可 能に配した 1次側及び 2次側磁性コアにそれぞれ卷回され互いに電磁結合可能な 1次及び 2次コィルを有する分離型卜ランス用の異常診断装置が提供される。 この異常診断装置は、周波数を異にする複数の交流信号を前記分離型トランスの 前記 1次コイルに順次印加する信号印加手段と、各前記交流信号が印加されたとき に前記 1次コイルの両端に生じる相互誘導信号を検出することにより複数の相互 誘導信号を検出する信号検出手段と、 前記複数の交流信号の周波数を順次検出し、 前記複数の交流信号の周波数と前記信号検出手段により検出された前記複数の相 互誘導信号とから求めた前記相互誘導信号の周波数特性に基づいて、前記分離型卜 ランスの 2次コイルとこれに接続された負荷とを含む閉回路での短絡あるいは断 線を判別する異常判別手段とを備えることを特徴とする。
上記の異常診断装置は、分離型トランスの 1次側に交流信号を印加したときに 1 次側に生じる相互誘導信号に基づいて、 2次.側での接続異常を判別するものとなつ ており、抵抗値測定に基づく従来法では検出できなかつた 2次側での接続異常を早 期に検出でき、 異常発生時には必要な処置を講じることができる。従って、 本発明 の異常診断装置を装備した分離型卜ランスは動作信頼性が高い。
本発明の異常診断装置の好適態様では、前記信号検出手段および前記異常判別手 段は、本発明の異常診断方法の好適態様で奏される機能と同様の機能を達成するよ うに構成され、これにより分離型卜ランスの 2次側閉回路での異常の有無をより的 確に診断するものとなっている。 図面の簡単な説明
第 1図は、本発明の第 1実施形態による異常診断装置を装備した分離型トランス により構成された回転コネクタの断面図、
第 2図は、 第 1図に示した異常診断装置のブロック回路図、
第 3図は、 分離型トランスの 2次側の閉回路での電気接続が正常であるときの、 第 2図に示した信号平滑回路からの出力信号の周波数特性を、閉回路で断線や短絡 が生じたときの周波数特性と共に示す図、
第 4図は、周波数特性に基づく異常判別に用いられる電圧しきい値の設定につい ての説明図、
第 5図は、 本発明の第 2実施形態に係る異常診断装置を示すプロック回路図、 第 6図は、本発明の第 3実施形態に係る異常診断装置を示すプロック回路図、お よび
第 7図は、回転コネクタとして用いられる分離型卜ランスを電子回路及び負荷と 共に示す概略図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、第 1図及び第 2図を参照して、本発明の第 1実施形態に係る異常診断装置 を説明する。
本実施形態の異常診断装置は、例えば自動車のステアリング装置用の回転コネク 夕の主要部を構成する分離型卜ランスに装着され、分離型トランスの 2次コイルと これに接続された負荷とを含む閉回路の異常診断を行うものとなっている。
第 1図に示すように、 回転コネクタは、 ステアリング装置の静止部材 (図示略) に固定されたステ一夕 5と、このステ一夕 5を揷通して延びるステアリングシャフ ト (回転部材) 4に固定されたロー夕 6とを備え、 このロータ 6は、 ステアリング ハンドル(図示略)の回転に伴ってステ一夕 5に対して回転するようになっている。 また、 回転コネクタは分離型トランスを有している。
分離型トランスは、ステ一夕 5及びロータ 6にそれぞれ固定され且つ絶縁磁性材 からそれぞれ構成された 1次側及び 2次側コア 7、 8と、 両コア 7、 8にそれぞれ 巻回された 1次及び 2次コイル 1 1、 1 2とを備えている。 1次側及び 2次側コア 7、 8はステアリングシャフト 4に関して同軸状に配置されると共にギヤップ Gを おいて互いに対向して配置されて互いに相対回転可能になっている。 また、 1次及 び 2次コイル 1 1、 1 2はコア 7、 8を介して互いに電磁的に結合可能になってい る。
図示を一部省略するが、 1次コイル 1 1から延びる電線の先端にはたとえば雄型 コネクタが接続され、この雄型コネクタに接続される雌形コネクタから延びる電線 は制御装置 (第 7図の電子回路 2に対応) に接続されている。 すなわち、 1次コィ ル 1 1は制御装置 2に電気的に接続されている。 また、 2次コイル 1 2から延びる 電線の先端にはたとえば雄型コネクタが接続され、この雄型コネクタから延びる電 線は、ステアリングハンドルに'内蔵された電装部品たとえばエアバッグ装置の電熱 線(第 7図の負荷 3に対応) に接続されている。すなわち、 2次コイル 1 2は電熱 線 3に電気的に接続されている。そして、 2次コイル 1 2と電熱線 3は閉回路を形 成している。
エアバッグ装置の動作制御に関連して、自動車に加わる衝撃の度合を検出するセ ンサ(図示略) が制御装置 3の入力側に接続されており、 同センサからの出力信号 に基づいて自動車に大きな衝撃が加わったことを判別すると、制御装置 3はエアパ ッグ起爆電力を 1次コイル 1 1に供給するようになっている。この電力は 1次コィ ル 1 1から 2次コイル 1 2を介して電熱線 3に供給され、これにより電熱線 3が加 熱して起爆剤を着火してエアパック(図示略)を瞬時に展開するようになっている。 第 1図中、参照符号 2 0は本実施形態の異常診断装置を示し、異常診断装置 2 0 はステ一夕 5の下面に取り付けられている。
第 2図に示すように、異常診断装置 2 0は、 1次コイル 1 1に並列に接続され 1 次コイル 1 1と共に共振回路を構成するコンデンサ Cと、このコンデンサ Cの一端 に接続された直流電源部 2 1と、 コンデンサ Cの他端に接続された発振器 2 2と、 発振器 2 2に接続され発振器 2 2の発振周波数を可変設定する周波数設定部 2 3 とを備えている。 この構成において、 1次コイル 1 1とコンデンサ Cとからなる共 振回路に対して、直流電源部 2 1から直流電力が供給されると共に周波数設定部 2 3により設定された発振周波数で動作する発振器 2 2から交流信号が供給される。 共振回路では直流電源部 2 1からの直流電力が発振器 2 2からの交流信号により 変調され、共振回路からは上記発振周波数に対応する周波数の交流電力が出力され る。 この発振周波数は設定変更可能であるので、上記の回路要素 2 1 ~ 2 3および 共振回路からは、 周波数が可変の交流電力が出力されることになる。従って、 回路 要素 2 1〜 2 3及び共振回路は、広義には、周波数を異にする複数の交流信号を 1 次コイル 1 1に順次印加する信号印加手段を構成する。そして、共振回路からの交 流電力は、 1次コイル 1 1及び 2次コイル 1 2を介して負荷 3に供給されて負荷 3 で消費される。 なお、 直流電源部 2 1は、任意の期間たとえば自動車に衝撃が加わ つている期間にわたって直流電力を発生するように構成するようにしても良い。 第 2図を再び参照すると、異常診断装置 2 0は、 コンデンサ Cの両端にそれぞれ 接続された 2つの入力端子を有する差動増幅器 2 4を更に含み、この差動増幅器 2 4は、 1次コイル 1 1の両端に誘起される逆起電力を入力して増幅し、逆起電力の 大きさを表す差分信号(相互誘導信号) を信号平滑回路 2 5に出力するものとなつ ている。信号平滑回路 2 5は例えばローパスフィル夕から構成され、その出力側に は電圧検出部 2 6が接続されている。電圧検出部 2 6は、信号平滑回路 2 5で平滑 された差分信号の信号レベル(電圧値) を検出して、演算制御部 2 7に出力するよ うになつている。
演算制御部 2 7は、周波数設定部 2 3に接続され、周波数設定部 2 3による発振 周波数設定タイミングや設定変更タイミングを制御し、これにより発振器 2 2の発 振周波数を可変制御するようになっている。 また、 演算制御部 2 7は、 電圧検出部 2 6の出力側に接続され、発振周波数が所要の周波数領域で可変される間に電圧検 出部 2 6から出力される出力信号の最大電圧値を判定し、 また、最大電圧値が発生 したときに周波数設定部 2 3により設定されている発振周波数(特定の発振周波数 (特定の交流信号周波数) ) を判定するようになっている。 これに関連して、 演算 制御部 2 7は、 AZD変換器、 デジタル演算装置などを有している。
更に、演算制御部 2 7は、異常診断装置 2 0を装備した回転コネクタの稼働中に 実際に検出した最大出力信号値および特定の発振周波数からなる周波数特性デ一 夕を記憶部 2 9に予め格納された周波数特性データと比較して、分離型トランス 1 の 2次側閉回路での電気接続の異常発生の有無を判別するものとなっている。従つ て、 演算制御部 2 7及び記憶部 2 8は、 広義には、 相互誘導信号 (差動増幅器 2 4 の出力) の周波数特性に基づいて異常発生を判別する異常判別手段を構成する。そ して、 短絡や断線の発生を検出すると、 演算制御部 2 7は、表示部 2 9を駆動して 短絡や断線の発生を表すデータを表示部 2 9に表示させる。
以下、 本実施形態での異常判別原理を説明する。
分離型トランス 1の 2次側閉回路において電熱線(負荷) 3の断線、 2次コイル 1 2の断線、 2次コイル 1 2での短絡または電熱線 3での短絡などの電気接続上の 異常が発生すると、 1次コイル 1 1からみた分離型トランス 1の相互インピーダン スが正常時のものから変化する。 そして、 この相互インピーダンス変化に伴って、
1次コイル 1 1の両端に誘起される逆起電力の大きさを表す相互誘導信号(差動増 幅器 2 4の出力) が変化し、従って、 相互誘導信号を入力する信号平滑回路 2 5の 出力信号の電圧値 (第 3図及び第 4図に記号 Vを付して示す) も変化する。 また、 電圧値 Vは、 発振器 2 2の発振周波数 (第 3図及び第 4図に記号 f を付して示す) によっても変化する。
上記の事実に基づき、本実施形態の異常診断装置 2 0は、信号平滑回路 2 5の出 力信号の最大電圧値とこれに対応する発振周波数(特定の発振周波数) とを、 相互 誘導信号の周波数特性を表すデータとして求め、この周波数特性データと記憶部 2 9に格納された周波数データとに基づいて 2次側閉回路の異常の有無を診断する ものとなっている。
記憶部 2 7に格納する周波数特性データを取得するため、分離型トランスの 2次 側閉回路での電気接続状態が正常である回転コネクタ、閉回路に短絡が生じた回転 コネクタおよび閉回路に断線が生じた回転コネクタを人為的に構成する。これらの 回転コネクタは第 1図のものと同一構成である。そして、それぞれの回転コネクタ の分離型トランスに装備した異常診断装置の演算制御部により、電圧検出部 2 6の 出力信号の最大値および特定の発振周波数が周波数特性デ一夕として検出される。 なお、 一つの回転コネクタを用いて、 正常時、 断線時および短絡時のデータを取得 可能である。
第 3図は、正常な回転コネクタ、断線のある回転コネクタ及び短絡のある回転コ ネクタにそれぞれにおける信号平滑回路 2 5の出力信号の周波数特性 S 1、 S 2及 び S 3を示す。
第 3図から分かるように、分離型卜ランスの 2次側閉回路に断線がある場合での 出力信号の最大電圧値 V 2は正常時の最大電圧値 V 1よりも高く、特定の周波数 f 2は正常時の特定の周波数 f 1よりも低い。 また、 2次側閉回路に短絡がある場合 での最大電圧値 V 3は正常時の最大電圧値 V 1よりも低く、特定の周波数 f 3は正 常時の特定の周波数 f 1よりも高い。
そして、 正常時、 断線時及び短絡時のそれぞれにおける周波数特性データ S 1、 S 2及び S 3として最大電圧値 V 1、 V 2及び V 3ならびに特定の発振周波数 f 1、 f 2及び f 3が異常診断装置 2 0の出荷前に記憶部 2 9に予め格納される。 以下、 本実施形態の異常診断装置 2 0の作用を説明する。
回転コネクタの実際使用中、 これ装備された異常診断装置 2 0では、分離型トラ ンス 1の 2次側閉回路の電気接続異常の有無を診断するため、直流電源部 2 1から 微少な直流電流を 1次コイル 1 1に供給すると共に発振器 2 2を発振動作させ、こ れにより発振器 2 2の発振周波数に対応する周波数の交流電力が 1次コイル 1 1 に加えられ、 1次コイル 1 1に逆起電力が生じる。 この逆起電力の大きさを表す差 分信号(相互誘導信号)が差動増幅器 2 4から入力信号平滑回路 2 5に供給されて 信号平滑回路 2 5で平滑され、 平滑された差分信号の信号レベル(電圧値) が電圧 検出部 2 6により検出される。
演算制御部 2 7は、電圧検出部 2 6を介して信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧 値を検出すると共にそのときの発振器 2 2の発振周波数を周波数設定部 2 3から 検出し、 電圧値及び発振周波数を記憶する。次いで、 周波数設定部 2 3を介して発 振周波数を変更し、変更後の発振周波数における信号平滑回路 2 5の出力信号の電 圧値を発振周波数と共に記憶する。この様にして所要の周波数領域で発振周波数を 可変しつつ、それぞれの発振周波数における信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 を発振周波数に対応づけて順次記億する。エアパック起爆用電力を伝送する回転コ ネクタの場合、発振周波数は数 k H z〜数百 k H z程度であり、出力信号電圧値は 数十 mV〜数 V程度である。そして、演算制御部 2 7は、 記憶した出力信号電圧値 のうちの最大電圧値とこれに対応する発振周波数 (特定の発振周波数)を判定する。 次に、演算制御部 2 7は、 斯く判定した最大電圧値及び特定の発振周波数を、記 憶部 2 9から読み出した正常時、 断線時及び短絡時の最大電圧値 V 1、 V 2、 V 3 及び特定の発振周波数 f 1、 f 2、 f 3と順次比較して、 実際の周波数特性が予め 求めた周波数特性 S 1、 S 2、 S 3のいずれに最も類似するかを判定し、 分離型卜 ランス 1の 2次側閉回路での電気接続が正常であるか或いは断線または短絡が生 じているかを診断する。 そして、 異常診断は所定周期で繰り返し実行される。 以上のように、本実施形態の異常診断装置 2 0は、分離型トランス 1の 2次側閉 回路の電気接続状態に応じて変化する分離型トランス 1の相互インピーダンスを 信号平滑回路 2 5の出力信号の周波数特性として捉え、この周波数特性に基づいて 2次側閉回路の電気接続上の異常の有無を的確かつ迅速に判別するものとなって おり、これにより自動車の運行及び整備において適切な処置を早期に実施可能であ る。
上記実施形態では、信号平滑回路 2 5の出力信号の周波数特性を特徴づける出力 信号の最大電圧値 V 1、 V 2、 V 3とこれに対応する特定の周波数(発振器 2 2の 発振周波数) f l、 f 2、 f 3とに基づいて異常診断を行うようにしたが、 周波数 特性全体を表す波形 S l、 S 2、 S 3 (第 3図) に基づいて異常診断を行うことも 可能である。
また、上記実施形態では、分離型トランス 1の相互インピーダンスを表す信号平 滑回路 2 5の出力信号の周波数特性に基づいて異常診断を行うようにしたが、相互 インピーダンスの変化に応じて 1次コイル 1 1の両端に誘起される相互誘導信号 の位相が変化することを考慮して、相互誘導信号の電圧値と位相との関係を表す相 互誘導信号の位相特性に基づいて異常診断を行うようにしても良い。すなわち、正 常状態、 断線状態及び短絡状態のそれぞれにおいて位相特性を予め検出しておき、 異常診断に際して検出された位相特性をこれらの位相特性と順次比較する。
以下、 上記第 1実施形態の異常診断装置 2 0の第 1変形例を説明する。
分離型卜ランス 1の 2次側閉回路が正常状態、断線状態及び短絡状態にあるとき の最大電圧値 V 1、 V 2、 V 3及び特定の周波数 ί 1、 f 2 , f 3を記憶部 2 9に 予め格納した上記第 1実施形態に比べ、 この変形例は、信号平滑回路 2 5の出力信 号電圧に関して、特定の周波数 f 1、 ί 2及び f 3のそれぞれに対応づけて 3つの 閾値 V S 1、 V S 2及び V S 3を記憶部 2 9に予め格納しておき、異常診断に供す るようにした点が異なる。その他の点については第 1実施形態の場合と同一である ので説明を省略する。
以下、 第 4図を参照して、 この変形例での閾値 V S 1、 V S 2及び V S 3につい て説明する。 第 1実施形態の場合 (第 3図) と同様、 この変形例においても、 信号平滑回路 2 5の出力信号の最大値及びこれに対応する特定の周波数は、分離型トランス 1の 2, 次側閉回路が正常状態、 断線状態及び短絡状態にあるときに V I、 V 2、 V 3及び f 1 , ί 2、 f 3の値をそれぞれとるものとする。すなわち、 第 4図に示す周波数 特性 S l、 S 2及び S 3は第 3図に示したものと同一である。
第 4図に示すように、 閾値 V S 1は、正常時の周波数特性 S 1における周波数 f 1での電圧値 Vを下回ると共に断線時および短絡時の周波数特性 S 2、 S 3のそれ ぞれにおける周波数 f 1での電圧値 Vを上回るように設定され、 また、閾値 V S 2 は、周波数特性 S 2における周波数 f 2での電圧値 Vを下回ると共に周波数特性 S 1、 S 3のそれぞれにおける周波数 f 2での電圧値 Vを上回るように設定されてい る。そして、 閾値 V S 3は、 周波数特性 S 3における周波数 f 3での電圧値 Vを下 回ると共に周波数特性 S 1、 S 2における周波数 f 3での電圧値 Vを上回るように 設定されている。
閾値 V S 1〜 V S 3の設定にあたっては、分離型トランスの 2次側閉回路での電 気接続状態が正常である回転コネクタ、閉回路に短絡が生じた回転コネクタおよび 閉回路に断線が生じた回転コネクタを人為的に構成し、次に、それぞれの回転コネ ク夕の分離型トランスに装備した異常診断装置の演算制御部 2 7により電圧検出 部 2 6の出力信号の周波数特性 S 1〜S 3を検出し、周波数特性 S 1〜S 3に基づ いて上記の要件を満たすように闞値 V S;!〜 V S 3を設定する。そして、閾値 V S 1、 V S 2及び V S 3を周波数 f 1、 f 2及び: f 3にそれぞれ対応づけて記憶部 2 7に予め格納しておく。
この変形例に係る異常診断装置 2 0の作用は基本的には第 1実施形態のものと 同一であり、以下の作用説明において、第 1実施形態と共通の作用についての説明 を省略する。
異常診断に際して、 異常診断装置 2 0の演算制御部 2 7は、発振器 2 2が特定の 周波数 f 1、 f 2及び f 3のそれぞれで発振動作するように、周波数設定部 2 3を 介して発振器 2 2を駆動する。 この点に関連して、分離型トランス 1の組立精度や 温度などによって生じる特定の発振周波数 ί 1、 f 2及び f 3のばらつきは、負荷 の抵抗値がある範囲内に収まっていればある範囲内に収まることが分かっている。 分離型トランス 1の 2次側閉回路に係る異常診断において、 演算制御部 2 7は、 発振器 2 2が周波数 f 2で動作するように周波数設定部 2 3を介して発振器 2 2 を駆動しつつ、電圧検出部 2 6を介して信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 Vを 検出し、 次に、 電圧値 Vが、 記憶部 2 7から読み出した閾値 V S 2を上回っていか 否かを判別する。そして、周波数で 2での電圧値 Vが閾値 V S 2を上回っている塲 合、 演算制御部 2 7は、 2次側閉回路に断線が発生していると判別して、表示部 2 9に断線発生情報を表示させる。
一方、周波数 f 2での電圧値 Vが閾値 V S 2を上回っていない場合、発振器 2 2 を周波数 f 1で動作させつつ、 信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 Vを検出し、 この電圧値 Vが闞値 V S 1を上回っているか否かを判別し、電圧値 Vが閾値 V S 1 を上回っていれば 2次側閉回路での接続状態が正常であると判別する。
周波数 f 1での電圧値 Vが閾値 V S 1を上回っていない場合、発振器 2 2を周波 数 f 3で動作させつつ電圧値 Vを検出し、周波数 f 3での電圧値 Vが閾値 V S 3を 上回っていれば 2次側閉回路で短絡が生じたと判別して表示部 2 9に短絡発生情 報を表示させる。一方、周波数 3での電圧値 Vが閾値 V S 3を上回っていなけれ ば異常診断が正常に行われなかつたと判別され、 異常診断が再度実行される。 以上のように、この変形例によれば、分離型卜ランスの 2次側閉回路が正常状態、 断線状態及び短絡状態にあるときの周波数特性 S 1〜S 3に基づいて周波数 f 1 〜 ί 3での閾値 V S 1〜V S 3を予め設定しておき、異常診断に際して周波数 f 1 〜: f 3における信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 Vを閾値 V S 1〜V S 3と それぞれ比較することにより、 2次側回路での異常発生の有無を的確かつ迅速に判 別できる。
以下、 上記第 1実施形態の異常診断装置 2 0の第 2変形例を説明する。
信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値に関連し且つ周波数 f l〜 f 3のそれぞ れに対応する閾値 V S:!〜 V S 3に基づいて異常診断を行う第 1変形例に比べ、第 2変形例は、周波数: f 1及び: f 3における異常診断に信号平滑回路 2 5の出力信号 電圧の微分値を用いる点が異なる。その他の点については第 1変形例の場合と同一 であるので説明を省略する。
分離型トランス 1の 2次コイル 1 2の負荷をエアバッグ起爆用の電熱線で構成 した場合、電熱線の抵抗値は数 Ω程度と小さいため、電熱線の両端が短絡したとき の、 1次コイル 1 1からみた分離型トランスの相互インピーダンスと、電熱線が正 常状態にあるときの相互インピーダンスとの差は小さい。換言すれば、電熱線が正 常である場合での信号平滑回路 2 5の出力信号の周波数特性 S 1と短絡状態にあ る場合での周波数特性 S 3は互いに類似し、従って、 ピーク電圧 V 1と V 3との差 及び周波数 ί 1と f 3との差は小さくなる。 このため、 閾値 V S 1, V S 3の設定 が困難になり、 閾値 V S 1、 V S 3に基づいて分離トランス 1の 2次側閉回路が正 常であるか閉回路に短絡が生じたかを判別することが困難になるおそれがある。 そこで、 この変形例に係る異常診断装置は、 発振器 2 2が周波数 f 1、 f 3で動 作しているときの、信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧 Vの微分値 d VZ d f に基 づいて、分離型卜ランス 1の 2次側閉回路が正常であるか或いは短絡を生じている かを判別するものとなっている。
この変形例に係る異常診断装置 2 0の作用は基本的には第 1変形例のものと同 一であり、以下の作用説明において、第 1変形例と共通の作用についての説明を省 略する。
分離型トランス 1の 2次側閉回路に係る異常診断において、 演算制御部 2 7は、 発振器 2 2を周波数 f 2で動作させつつ、信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 V を検出し、 次に、 電圧値 Vが閾値 V S 2を上回っていれば、 2次側閉回路に断線が 発生していると判別して、 表示部 2 9に断線発生情報を表示させる。
一方、周波数 f 2での電圧値 Vが閾値 V S 2を上回っていない場合、演算制御部 2 7は、発振器 2 2の発振周波数 ίを周波数 f 1を中心とする第 1周波数領域内で 変化させつつ、信号平滑回路 2 5の出力信号の電圧値 Vを 2回以上検出し、相次い で検出された 2つの電圧値 Vの差を両電圧値の検出時の周波数 ίの差で除して出 力信号の電圧の第 1微分値 d V/ d ίを算出する。次に、演算制御部 2 7は、発振 周波数: f を周波数 f 3を中心とする第 2周波数領域内で変化させつつ、電圧値 Vを 2回以上検出し、相次いで検出された 2つの電圧値 Vの差を両電圧値の検出時の周 波数: の差で除して出力信号の電圧の第 2微分値 d VZ d ίを算出する。各々の微 分値 d V/d fは、周波数 fの単位変化量あたりの電圧値 Vの変化量を表す。なお、 各々の周波数領域内で電圧値 Vを 3回以上検出する場合には 2つ以上の微分値が 求まるので、 例えば、 これらの微分値の平均値を求めるものとする。
次に、演算制御部 2 7は、周波数 1を中心とする第 1周波数領域に係る第 1微 分値 d VZ d ίが正であり且つ周波数 ί 3を中心とする第 2周波数領域に係る第 2微分値 d VZd fがほぼゼロであるか否かを判別する。第 3図及び第 4図から分 かるように、第 1微分値が正で且つ第 2微分値がほぼゼロであれば、演算制御部 2 7は、信号平滑回路 2 5の出力信号の周波数特性は周波数特性 S 1よりも周波数特 性 S 3に近いので分離型トランス 1の 2次側閉回路に短絡が発生したと判別し、表 示部 2 9に短絡発生情報を表示させる。
一方、 短絡発生が判別されない場合、 演算制御部 2 7は、第 1微分値がほぼゼロ で且つ第 2部分値が負であるか否かを判別し、 この判別結果が肯定であれば、 出力 信号の周波数特性が周波数特性 S 3よりも周波数特性 S 1に近いので 2次側閉回 路は正常であると判別する。なお、 2次側閉回路が正常であるとの判別が行われな かった場合、異常診断が正常に行われなかったと判定され、異常診断を再度実行す る。
このように、 第 2変形例は、 周波数 1、 f 3における信号平滑回路 2 5の出力 信号の電圧の微分値に基づいて分離型卜ランス 1の 2次側閉回路が正常であるか 或いは短絡状態にあるのかを的確に判別するものとなっており、分離型トランス 1 の負荷の抵抗値が小さい場合にも異常診断を的確に行える。
なお、第 2変形例では、信号平滑回路の出力信号の電圧値が閾値 V S 2を上回つ たときに 2次側閉回路での断線を判別するようにしたが、周波数 f 2及びその近傍 での出力信号の電圧の微分値(変化量) に基づいて 2次側閉回路での断線の有無を 判別するようにしても良い。すなわち、周波数 2近傍における微分値が正または 負の大きな値であると共に周波数: f 2での微分値がほぼゼロであれば、断線発生を 判別する。
以下、第 5図を参照して、本発明の第 2実施形態に係る異常診断装置を説明する。 第 5図において、本実施形態の異常診断装置 2 0と第 2図に示した第 1実施形態 のものとに共通の構成要素を同一の参照符号を付して示す。
本実施形態の異常診断装置 2 0は、第 1実施形態における差動増幅器 2 4を除去 して低コスト化を図ったことを特徴とするもので、第 1実施形態での差動増幅器 2
4と信号平滑回路 2 5に代えて、第 1及び第 2信号平滑回路 3 0、 3 2と第 1及び 第 2電圧検出部 3 1、 3 3とを備えている。
第 1及び第 2信号平滑回路 3 0、 3 2の入力側は、分離型トランス 1の 1次コィ ルと共に共振回路を構成するコンデンサ Cの両端にそれぞれ接続され、両信号平滑 回路 3 0、 3 2の出力側は第 1及び第 2電圧検出部 3 1、 3 3の入力側にそれぞれ 接続され、両検出部 3 1、 3 3の出力側は演算制御部 2 7にそれぞれ接続されてい る。
第 1信号平滑回路 3 0は、 1次コイル 1 1の一端と接地との間に誘起される逆起 電力の大きさを表す第 1電圧信号を平滑化し、第 2信号平滑回路 3 2は、 1次コィ ル 1 1の他端と接地との間に誘起される逆起電力の大きさを表す第 2電圧信号を 平滑化するものとなっている。第 1及び第 2電圧検出部 3 1, 3 3は、第 1及び第 2信号平滑回路 3 0, 3 2の出力信号の信号レベルを検出して演算制御部 2 7に出 力し、 演算制御部 2 7は、 第 1及び第 2電圧検出部 3 1 , 3 3の出力信号から 1次 コイル 1 1の両端に誘起される逆起電力の大きさを表す差分信号の信号レベル(電 圧値) を求めるようになつている。その他の点については、 第 5図に示した異常診 断装置 2 0は第 1実施形態のものと同様に構成されている。
本実施形態の異常診断装置 2 0において、演算制御部 2 7は、第 1実施形態の場 合と同様、発振器 2 2の発振周波数を所要の周波数領域で可変させつつ、差分信号 の電圧値を発振周波数に対応づけて検出し、周波数領域内での差分信号の最大電圧 値とこれに対応する特定の発振周波数とを判定し、更に、最大電圧値及び特定の発 振周波数を、分離型トランス 1の 2次側閉回路が正常及び異常であるときのそれぞ れにおける最大電圧値及び特定の発振周波数と順次比較して、閉回路での異常発生 の有無を診断する。
このように、本実施形態では、高価な差動増幅器を用いることなく 2次側閉回路 の正常、断線及び短絡を判別するので、異常診断装置の製作コストを低減できると 共に第 1実施形態と同様の効果を達成することができる。
以下、第 6図を参照して、本発明の第 3実施形態に係る異常診断装置を説明する。 第 6図において、本実施形態の異常診断装置 2 0と第 5図に示した第 2実施形態 のものとに共通の構成要素を同一の参照符号を付して示す。
本実施形態の異常診断装置 2 0は、第 2実施形態における第 1信号平滑回路 3 0 及び第 1電圧検出部 3 1を除去して低コスト化及びコンパクト化を図ったことを 特徴とするもので、 それ以外の点では第 2実施形態のものと同一である。
本実施形態の異常診断装置 2 0において、演算制御部 2 7は、基本的には第 2実 施形態の場合と同様、 発振器 2 2の発振周波数を所要の周波数領域で可変させつ つ、 1次コイル 1 1の一端と接地との間に誘起される逆起電力の大きさを表す相互 誘導信号の電圧値を発振周波数に対応づけて検出し、周波数領域内での相互誘導信 号の最大電圧値とこれに対応する特定の発振周波数とを判定し、更に、最大電圧値 及び特定の発振周波数を、分離型トランス 1の 2次側閉回路が正常及び異常である ときのそれぞれにおける最大電圧値及び特定の発振周波数と比較して、閉回路での 異常発生の有無を診断する。
このように、本実施形態では、 2つの信号平滑回路及び 2つの電圧検出部を用い ることなく、 2次側閉回路の異常判別に供される相互誘導信号を検出するので、異 常診断装置の製作コストゃ設置スペースを低減できると共に基本的には第 2実施 形態と同様の効果を達成することができる。
上記第 2及び第 3実施形態において、第 1実施形態の第 1または第 2変形例で述 ベたような信号平滑回路 2 5の出力電圧に係る閾値や微分値に基づく診断手法を 用いて、分離型トランスの 2次側閉回路での異常の有無を診断するようにしても良 い。
本発明は、 上記第 1ないし第 3実施形態やその変形例に限定されず、本発明の要 旨を逸脱しない範囲で種々に変形可能である。
例えば、上記実施形態や変形例では、分離型トランスの 2次コイルに接続される 負荷をエアバッグ装置の電熱線で構成した場合について説明したが、本発明が適用 される分離型卜ランスの負荷はその様な電熱線に限定されないことはいうまでも ない。
また、 上記実施形態や変形例では、本発明をステアリング装置に装着される回転 コネクタを構成する分離型トランスに適用した場合について説明したが、本発明は それ以外のタイプの分離型卜ランスにも適用可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 所定のギヤ プをおいて互いに対向して相対回転可能に配した 1次側及び 2次側磁性コァにそれぞれ卷回され互いに電磁結合可能な 1次及び 2次コイルを 有する分離型トランスでの電気接続の異常診断方法において、
前記分離型卜ランスの前記 1次コイルに交流信号を印加したときに前記 1次コ ィルに生じる相互誘導信号を複数の交流信号周波数について測定する工程(a )と、 前記工程(a )で測定した複数の相互誘導信号とこの測定に用いた前記複数の交 流信号周波数とに基づいて相互誘導信号の周波数特性を求める工程 (b ) と、 前記工程(b ) で求めた相互誘導信号の周波数特性に基づいて、 前記分離型トラ ンスの前記 2次コイルとこれに接続された負荷とを含む閉回路での短絡あるいは 断線を判別する工程 (c ) と
を備えることを特徴とする異常診断方法。
2 . 前記工程(a )では前記交流信号の周波数を可変しつつ前記相互誘導信号 を測定することを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の異常診断方法。
3 . 前記工程 (c ) では、 前記工程 (b ) で求めた相互誘導信号の周波数特性 を、 前記閉回路での電気接続が正常であるとき、 前記閉回路で断線が生じたとき、 及び前記閉回路で短絡が生じたときにそれぞれ予め求めておいた相互誘導信号の 周波数特性と比較することにより、前記閉回路での短絡あるいは断線を判別するこ とを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の異常診断方法。
4. 前記分離型トランスと同一構成の試験用分離型トランスの 2次コイルに該 2次コイルと共に正常な閉回路をなす負荷を接続した状態で、前記試験用分離型ト ランスの 1次コイルに周波数を異にする複数の交流信号を順次印加したときに前 記 1次コイルに順次生じる複数の相互誘導信号を平滑して得た複数の平滑信号に 基づいて正常時の最大平滑信号レベル及び特定の交流信号周波数を求める工程 ( d ) と、
前記試験用分離型卜ランスの前記 2次コイルに該 2次コイルと共に断線を生じ た閉回路をなす負荷を接続した状態で、前記試験用分離型卜ランスの前記 1次コィ ルに前記複数の交流信号を順次印加することにより得た前記複数の平滑信号に基 づいて断線時の最大平滑信号レベル及び特定の交流信号周波数を求める工程 (e ) と、
前記試験用分離型卜ランスの前記 2次コイルに該 2次コイルと共に短絡を生じ た閉回路をなす負荷を接続した状態で、前記試験用分離型トランスの前記 1次コィ ルに前記複数の交流信号を順次印加することにより得た前記複数の平滑信号に基 づいて短絡時の最大平滑信号レベル及び特定の交流信号周波数を求める工程 け) と、
前記正常時、断線時及び短絡時の前記最大平滑信号レベル及び前記特定の交流信 号周波数に基づいて、正常時、断線時及び短絡時の前記特定の交流信号周波数にそ れぞれ対応する第 1、第 2及び第 3の所定の交流信号周波数での第 1、第 2及び第 3閾値を予め決定する工程 (g ) とを更に備え、
前記工程 (a ) では、 前記第 1、 第 2及び第 3の所定の交流信号周波数の交流信 号を前記分離型トランスの 1次コイルに印加したときの前記相互誘導信号を順次 測定し、
前記工程 (b ) では、 前記工程 (a ) で測定した前記複数の相互誘導信号を平滑 して得た複数の平滑信号の信号レベルを測定し、
前記工程 (c ) では、 各前記信号レベルを前記第 1、 第 2及び第 3閾値と比較す ることにより前記閉回路での短絡あるいは断線を判別する
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の異常診断方法。
5 . 前記分離型トランスと同一構成の試験用分離型トランスの 2次コイルに該 2次コイルと共に正常な閉回路をなす負荷を接続した状態で、前記試験用分離型ト ランスの 1次コイルに周波数を異にする複数の交流信号を順次印加したときに 1 次コイルに順次生じる複数の相互誘導信号を平滑して得た複数の平滑信号に基づ いて正常時の特定の交流信号周波数を求める工程 (h ) と、
前記試験用分離型卜ランスの前記 2次コイルに該 2次コイルと共に断線または 短絡を生じた閉回路をなす負荷を接続した状態で、前記試験用分離型トランスの前 記 1次コイルに前記複数の交流信号を順次印加することにより得た前記複数の平 滑信号に基づいて断線時の特定の交流信号周波数を求める工程( i )とを更に備え、 前記工程(a )では、 前記正常時および断線時または短絡時の特定の交流信号周 波数をそれぞれ含む第 1の周波数領域および第 2または第 3の周波数領域で変化 する周波数の交流信号を前記分離型卜ランスの 1次コイルに印加したときの前記 相互誘導信号を順次測定し、
前記工程 (b ) は、 前記工程 (a ) で測定した前記複数の相互誘導信号を平滑し て得た複数の平滑信号の信号レベルを測定する副工程(b 1 1 ) と、 前記第 1の周 波数領域および第 2または第 3の周波数領域における交流信号周波数の変化に伴 う平滑信号レベル変化分を求める副工程 (b l 2 ) とを含み、
前記工程 (c ) では、 前記副工程 (b 1 2 ) で求めた前記平滑信号レベルの変化 分に基づいて前記閉回路での短絡あるいは断線を判別する
ことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の異常診断方法。
6 . 所定のギヤップをおいて互いに対向して相対回転可能に配した 1次側及び 2次側磁性コアにそれぞれ巻回され互いに電磁結合可能な 1次及び 2次コイルを 有する分離型トランスでの電気接続の異常診断装置において、
周波数を異にする複数の交流信号を前記分離型トランスの前記 1次コイルに順 次印加する信号印加手段と、
前記複数の交流信号を印加したときに前記 1次コイルに生じる複数の相互誘導 信号を順次検出する信号検出手段と、 前記複数の相互誘導信号と前記複数の交流信号の周波数とから求めた相互誘導 信号の周波数特性に基づいて、前記分離型トランスの前記 2次コイルとこれに接続 された負荷とを含む閉回路での短絡あるいは断線を判別する異常判別手段と を備えることを特徴とする異常診断装置。
7 . 前記信号印加手段は、前記交流信号の周波数を可変しつつ前記交流信号を 前記 1次コイルに印加する
ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の異常診断装置。
8 . 前記異常判別手段は、 前記閉回路での電気接続が正常であるとき、 前記閉 回路で断線が生じたとき及び前記閉回路で短絡が生じたときにそれぞれ予め求め ておいた正常時、断線時および短絡時における相互誘導信号の周波数特性を記憶す る記憶部を含み、前記複数の相互誘導信号と前記複数の交流信号の周波数とから求 めた前記相互誘導信号の周波数特性を前記正常時、断線時および短絡時における相 互誘導信号の周波数特性と比較することにより、前記閉回路での短絡あるいは断線 を判別する
ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の異常診断装置。
9 . 前記信号検出手段は、前記複数の相互誘導信号を平滑して複数の平滑信号 を得る平滑回路部と、前記複数の平滑信号の信号レベルを検出する信号レベル検出 部とを含み、
前記異常判別手段は、前記閉回路での電気接続が正常であるとき、前記閉回路で 断線が生じたとき及び前記閉回路で短絡が生じたときのそれぞれにおける最大平 滑信号レベルとこれに対応する特定の交流信号周波数とから予め求めておいた前 記特定の交流信号周波数にそれぞれ対応する第 1、第 2及び第 3の所定の交流信号 周波数での第 1、 第 2及び第 3閾値を記憶する記憶部を含み、 前記第 1、第 2及び 第 3の所定の交流信号周波数において前記信号レベル検出部によりそれぞれ検出 された前記平滑信号の信号レベルの各々を前記第 1、第 2及び第 3閾値と比較する ことにより、 前記閉回路での短絡あるいは断線を判別する
ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の異常診断装置。
1 0 . 前記信号検出手段は、前記複数の相互誘導信号を平滑して複数の平滑信 号を得る平滑回路部と、前記複数の平滑信号の信号レベルを検出する信号レベル検 出部とを含み、
前記異常判別手段は、 前記閉回路での電気接続が正常であるとき、および前記閉 回路で断線または短絡が生じたときのそれぞれにおける最大平滑信号レベルに対 応する特定の交流信号周波数を含む第 1周波数領域および第 2または第 3周波数 領域において前記信号レベル検出部により検出された平滑信号レベルから、前記第 1周波数領域および第 2または第 3周波数領域における交流信号周波数の変化に 伴う平滑信号レベル変化量を求め、前記平滑信号レベル変化量に基づいて前記閉回 路での短絡あるいは断線を判別する
ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の異常診断装置。
1 1 . 前記信号検出手段は、前記 1次コイルの両端に入力側が接続された差動 増幅器を含み、前記差動増幅器の出力側は前記平滑回路部に接続されることを特徴 とする請求の範囲第 9項または第 1 0項に記載の異常診断装置。
1 2 . 前記信号検出手段の前記平滑回路部は、前記 1次コイルの一端に接続さ れた第 1平滑回路と前記 1次コイルの他端に接続された第 2平滑回路とを含み、 前記信号検出手段の前記信号レベル検出部は、前記第 1及び第 2平滑回路にそれ ぞれ接続された第 1及び第 2電圧検出部を含むことを特徴とする請求の範囲第 9 項または第 1 0項に記載の異常診断装置。
1 3 . 前記信号検出手段の前記平滑回路部は、前記 1次コイルの一端に接続さ れた平滑回路からなり、前記信号検出手段の前記信号レベル検出部は前記平滑回路 に接続された電圧検出部からなることを特徴とする請求の範囲第 9項または第 1 0項に記載の異常診断装置。
1 4. ステアリング装置の静止部材及び回転部材にそれぞれ固定されるステー 夕及びロータに前記 1次側及び 2次側コアがそれぞれ装着される分離型トランス に装備されるものであって、前記ステ一夕に取り付けられることを特徴とする請求 の範囲第 6項に記載の異常診断装置。
1 5 . 前記負荷が、前記ステアリング装置に内蔵されるエアバッグ装置の電熱 線であることを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の異常診断装置。
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