JP6443171B2 - 荷重検出装置及び異常検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷重検出装置及び異常検知装置に関するものである。

車両用のシート等に搭載される荷重検出装置の多くは、歪ゲージの抵抗変化に応じて出力電圧が変化するブリッジ回路を備えている。そして、そのブリッジ回路の出力電圧に基づいて、その荷重検出を実行する構成になっている。

また、例えば、特許文献１には、そのブリッジ回路（及び接続ケーブル等）に発生した異常を検知することが可能な異常検知装置が開示されている。具体的には、この異常検知装置は、回路接続の切り替えによりブリッジ回路に対して定電流を通電し、これにより測定される電圧値を予め記憶された電圧値に照合する。そして、この照合結果に基づいて、そのブリッジ回路に生じた断線故障及び短絡故障を検知することが可能になっている。

特許第４４０５２４２号公報

しかしながら、上記従来技術は、回路接続の切り替えを伴うものであることから、その荷重（物理量）の検出と異常検知とを同時に行うことができない。このため、例えば、その荷重検出を停止する、或いは荷重検出が開始される前の電源投入時に行う等、自由に異常検知を行うことができないという問題があることから、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、より自由に異常検知を行うことのできる荷重検出装置及び異常検知装置を提供することにある。

上記課題を解決する荷重検出装置は、歪ゲージの抵抗変化に応じて出力電圧が変化するブリッジ回路と、前記ブリッジ回路の出力電圧に基づき荷重検出を行う荷重検出部と、前記ブリッジ回路の異常を検知する異常検知部と、前記ブリッジ回路の出力線に交流電流を印加する変調回路と、を備え、前記荷重検出部は、前記交流電流の印加により前記ブリッジ回路の出力電圧に基づく荷重検出信号に重畳された変調信号を除去する変調信号除去部を備えるとともに、前記異常検知部は、前記荷重検出信号から前記変調信号を分離する変調信号分離部と、前記荷重検出信号から分離された前記変調信号の振幅に基づいて前記ブリッジ回路の異常を判定する異常判定部と、を備えることが好ましい。

即ち、ブリッジ回路の出力電圧に基づく荷重検出信号に重畳された変調信号の振幅は、その出力線に対して交流電流が印加されるブリッジ回路のインピーダンスに依存する。従って、この変調信号の振幅が適正範囲を逸脱した場合には、そのブリッジ回路に異常が発生したものと判定することができる。そして、その荷重検出信号から変調信号を除去することにより、精度よく、荷重検出を行うことができる。その結果、荷重検出の実行中においても、自由に、そのブリッジ回路の異常検知を行うことができる。そして、これにより、例えば、そのブリッジ回路の常時監視ができるようになる。

上記課題を解決する荷重検出装置は、前記異常判定部は、前記変調信号の振幅が適正範囲を超えた大きさである場合には、断線故障が発生したものと判定することが好ましい。
即ち、ブリッジ回路に断線故障が発生した場合には、そのインピーダンスが増大することにより変調信号の振幅が大きくなる。そして、これにより、その断線故障を検知することができる。

上記課題を解決する荷重検出装置は、前記異常判定部は、前記変調信号の振幅が適正範囲に満たない大きさである場合には、短絡故障が発生したものと判定することが好ましい。

即ち、ブリッジ回路に短絡故障が発生した場合には、そのインピーダンスが低下することにより変調信号の振幅が小さくなる（略ゼロ）。そして、これにより、その短絡故障を検知することができる。

上記課題を解決する異常検知装置は、検出回路の出力線に交流電流を印加する変調回路と、前記交流電流の印加により前記検出回路の出力電圧に基づく検出信号に重畳された変調信号を除去する変調信号除去部と、前記検出信号から前記変調信号を分離する変調信号分離部と、前記検出信号から分離された前記変調信号の振幅に基づいて前記検出回路の異常を判定する異常判定部と、を備えることが好ましい。

即ち、検出回路の出力電圧に基づく検出信号に重畳された変調信号の振幅は、その出力線に対して交流電流が印加される検出回路のインピーダンスに依存する。従って、この変調信号の振幅が適正範囲を逸脱した場合には、その検出回路に異常が発生したものと判定することができる。そして、検出信号から変調信号を除去することにより、その復調された検出信号に基づいて状態検出を行うことが可能になる。その結果、検出回路を用いた状態検出の実行中においても、自由に、その検出回路の異常検知を行うことができる。

本発明によれば、より自由に異常検知を行うことができる。

荷重検出装置の概略構成を示すブロック図。 検出回路部を構成するブリッジ回路の出力電圧波形を示す図。 ブリッジ回路の出力線に印加される交流電流を示す図。 交流電流の印加により変調されたブリッジ回路の出力電圧波形を示す図（正弦波重畳）。 荷重検出部及び異常検知部の構成を示すブロック図。 交流電流の印加によりブリッジ回路の出力電圧に基づく荷重検出信号に重畳された変調信号（正弦波）及びその振幅に基づく異常検知を説明する図。 変調信号が除去された荷重検出信号を示す図。 交流電流の印加により変調されたブリッジ回路の出力電圧波形を示す図（矩形波重畳）。 交流電流の印加によりブリッジ回路の出力電圧に基づく荷重検出信号に重畳された変調信号（矩形波）及びその振幅に基づく異常検知を説明する図。 別例の荷重検出部及び異常検知部の構成を示すブロック図。

以下、異常検知機能を備えた荷重検出装置に関する一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施形態の荷重検出装置１は、歪ゲージ２の抵抗変化に応じて出力電圧Ｖｐ，Ｖｎが変化するブリッジ回路３を有した検出回路部５と、この検出回路部５のブリッジ回路３に駆動電圧Ｖｄｒを出力し、及びそのブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づく荷重検出を行う制御回路部６と、を備えている。

詳述すると、本実施形態の検出回路部５は、例えば、図示しない車両シートのフレームやブラケット等、荷重検出対象に設けられた起歪体７に歪ゲージ２が固定される態様で設定される。即ち、歪ゲージ２は、荷重の印加により生じた起歪体７の撓みに応じて、その抵抗値が変化する。更に、本実施形態のブリッジ回路３は、その２つの出力端子３ｐ，３ｎの電圧が歪ゲージ２の抵抗値に応じた値となるように構成されている。そして、本実施形態の検出回路部５は、これら各出力端子３ｐ，３ｎに接続されたブリッジ回路３の出力線８ｐ，８ｎを介して、そのブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ，Ｖｎを制御回路部６に出力する構成になっている。

一方、本実施形態の制御回路部６は、図示しない車載電源の電源電圧Ｖｉｇに基づきブリッジ回路３に駆動電圧Ｖｄｒを出力する定電圧駆動回路１１を備えている。また、本実施形態の制御回路部６において、上記ブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ，Ｖｎは、差動増幅回路１２に入力される。そして、本実施形態の制御回路部６は、この差動増幅回路１２の差動出力を上記ブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づく荷重検出信号ＶＬａとして、その上記検出回路部５が設置された検出対象に作用する荷重を検出する構成になっている。

即ち、図２に示すように、本実施形態の荷重検出装置１において、ブリッジ回路３の各出力電圧Ｖｐ，Ｖｎは、互いに異なる符号を有したものとなっている。また、これらの各出力電圧Ｖｐ，Ｖｎは、歪ゲージ２が固定された起歪体７の撓み、つまり検出回路部５が設置された荷重検出対象に作用する荷重が大きいほど、その絶対値が大きくなる。尚、図２は、荷重印加時におけるブリッジ回路３の各出力電圧Ｖｐ，Ｖｎを示している。更に、荷重検出信号ＶＬａとなる差動増幅回路１２の差動出力は、これら各出力電圧Ｖｐ，Ｖｎの差分を所定の差動利得で増幅した電圧値を有するものとなっている。そして、本実施形態の制御回路部６は、この検出対象の荷重変化を示す荷重検出信号ＶＬａを処理することにより、その規格化された荷重検出値Ｆを生成する構成になっている。

具体的には、図１に示すように、本実施形態の制御回路部６において、差動増幅回路１２から出力された荷重検出信号ＶＬａは、ＡＤ変換器１４によりデジタル化された荷重検出信号ＶＬｄとして信号処理回路１５に入力される。そして、本実施形態の制御回路部６は、この信号処理回路１５において規格化された荷重検出値Ｆを、その出力回路１６から出力信号Ｓとして外部装置に出力する構成になっている。

また、本実施形態の制御回路部６には、上記ブリッジ回路３の各出力線８ｐ，８ｎに対して交流電流を印加する変調回路２０が設けられている。具体的には、図３に示すように、この変調回路２０は、互いの位相が１８０°ずれた正弦波形を有する二相の交流電流Ｉｐ，Ｉｎを、上記ブリッジ回路３の各出力線８ｐ，８ｎに印加する。そして、本実施形態の制御回路部６は、図４に示すように、この交流電流Ｉｐ，Ｉｎの印加により変調されたブリッジ回路３の各出力電圧Ｖｐ´，Ｖｎ´が、その差動増幅回路１２に入力される構成になっている。

即ち、本実施形態では、差動増幅回路１２から出力される荷重検出信号ＶＬａ（及びＡＤ変換後の荷重検出信号ＶＬｄ）もまた、当該差動増幅回路１２に入力されるブリッジ回路３の各出力電圧Ｖｐ´，Ｖｎ´と同様、変調された波形を有するものとなっている。そして、図５に示すように、本実施形態の信号処理回路１５は、この荷重検出信号ＶＬｄに基づいて、その荷重検出を実行する荷重検出部２１と、ブリッジ回路３の異常を検知する異常検知部２２と、を備えている。

詳述すると、本実施形態の荷重検出部２１において、荷重検出信号ＶＬｄは、先ず、復調回路３１に入力される。即ち、本実施形態の制御回路部６において、信号処理回路１５に入力される荷重検出信号ＶＬｄには、図６に示すように、その各出力線８ｐ，８ｎに交流電流Ｉｐ，Ｉｎが印加されることにより変調されたブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ´，Ｖｎ´（図４参照）に由来する正弦波状の変調信号Ｖｍが重畳されている。本実施形態の復調回路３１は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって、この荷重検出信号ＶＬｄに重畳された変調信号Ｖｍを除去する。そして、変調信号除去部としての復調回路３１は、これにより、図７に示すような復調された荷重検出信号ＶＬｄｄを出力する構成になっている。

また、図５に示すように、本実施形態の荷重検出部２１において、この復調回路３１により復調された荷重検出信号ＶＬｄｄは、荷重検出信号補正回路３２に入力される。更に、この荷重検出信号補正回路３２は、その入力された荷重検出信号ＶＬｄｄに対してオフセット・ゲイン等の補正処理を実行する。そして、本実施形態の荷重検出部２１は、これにより、その規格化された荷重検出値Ｆを生成する構成になっている。

一方、本実施形態の異常検知部２２において、荷重検出信号ＶＬｄは、先ず、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）４１に入力される。即ち、本実施形態では、このハイパスフィルタ４１によって、その荷重検出信号ＶＬｄに重畳された変調信号Ｖｍを分離する変調信号分離部が構成されている。尚、本実施形態では、変調信号Ｖｍの周波数は、上記復調回路３１を構成するローパスフィルタの通過帯域よりも十分に高く、ＡＤ変換器１４におけるサンプリング周波数の１／２（ナイキスト周波数）よりも低い帯域に設定されている。そして、図６に示すように、本実施形態の異常検知部２２は、この荷重検出信号ＶＬｄから分離された変調信号Ｖｍの振幅νに基づいて、そのブリッジ回路３の異常検知を実行する構成になっている。

さらに詳述すると、本実施形態の異常検知部２２は、荷重検出信号ＶＬｄから分離された変調信号Ｖｍの振幅νが、予め設定された適正範囲α内にある場合に、ブリッジ回路３は正常であると判定する。そして、その変調信号Ｖｍの振幅νが、この適正範囲αから逸脱した場合には、そのブリッジ回路３に異常が発生したものと判定する。

具体的には、本実施形態の異常検知部２２は、変調信号Ｖｍの振幅νが、ブリッジ回路３が正常であることを示す適正範囲αを超えた大きさである場合には、そのブリッジ回路３に断線故障が発生したものと判定する。そして、変調信号Ｖｍの振幅νが、その適正範囲αに満たない大きさである場合には、そのブリッジ回路３に短絡故障が発生したものと判定する。

即ち、変調回路２０が安定電源である場合、ブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ´，Ｖｎ´に基づく荷重検出信号ＶＬｄに重畳された変調信号Ｖｍの振幅νは、各出力線８ｐ，８ｎに対して交流電流Ｉｐ，Ｉｎが印加されるブリッジ回路３のインピーダンスに依存する。

つまり、各出力線８ｐ，８ｎを構成する接続ケーブルや歪ゲージ２を含め、検出回路部５を構成するブリッジ回路３に断線故障が発生した場合には、そのインピーダンスの増大によって、変調信号Ｖｍの振幅νが大きくなる。また、ブリッジ回路３に短絡故障が発生した場合には、そのインピーダンスの低下によって、変調信号Ｖｍの振幅νが小さくなる（略ゼロ）。そして、本実施形態の異常検知部２２は、このような変調信号Ｖｍの振幅変化を監視することにより、そのブリッジ回路３に生じた異常を検知する構成になっている。

具体的には、図５に示すように、本実施形態の異常検知部２２において、ハイパスフィルタ４１を通過することにより荷重検出信号ＶＬｄから分離された変調信号Ｖｍは、振幅測定回路４２に入力される。また、本実施形態の振幅測定回路４２は、その入力された変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを測定する（図６参照）。そして、本実施形態の異常検知部２２は、この変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを、その変調信号Ｖｍの振幅νを示す値として異常判定回路４３に出力する構成になっている。

即ち、図６に示すように、本実施形態の異常判定回路４３は、変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘを所定の閾値Ｖ１，Ｖ２に比較する。そして、その最大値Ｖｍａｘが、閾値Ｖ１以上である場合には、ブリッジ回路３に断線故障が発生したものと判定し、閾値Ｖ２以下である場合には、ブリッジ回路３に短絡故障が発生したものと判定する。

また、本実施形態の異常判定回路４３は、変調信号Ｖｍの最小値Ｖｍｉｎを所定の閾値Ｖ３，Ｖ４に比較する。そして、その最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ３以下である場合には、ブリッジ回路３に断線故障が発生したものと判定し、閾値Ｖ４以上である場合には、ブリッジ回路３に短絡故障が発生したものと判定する。

つまり、本実施形態の異常判定回路４３において、所定の閾値Ｖ１，Ｖ３は、そのブリッジ回路３が正常であることを示す適正範囲αの上限に合わせて設定され、所定の閾値Ｖ２，Ｖ４は、その適正範囲αの下限に合わせて設定されている。尚、この適正範囲αを規定する上記各閾値Ｖ１〜Ｖ４は、図示しない記憶領域（メモリ）に保持されている。そして、本実施形態の異常検知部２２は、この異常判定回路４３の判定結果を、異常判定値Ｘとして出力する構成になっている。

尚、本実施形態の信号処理回路１５は、この異常検知部２２の出力する異常判定値Ｘが、上記荷重検出部２１の出力する荷重検出値Ｆとともに、デジタルデータとして、出力回路１６に入力されるようになっている。そして、本実施形態の荷重検出装置１は、これにより、これら荷重検出値Ｆ及び異常判定値Ｘを含む出力信号Ｓを外部装置に出力する構成になっている。

以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）制御回路部６は、検出回路部５を構成するブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ，Ｖｎに基づいた荷重検出信号ＶＬｄが入力される信号処理回路１５と、ブリッジ回路３の各出力線８ｐ，８ｎに交流電流Ｉｐ，Ｉｎを印加する変調回路２０と、を備える。また、信号処理回路１５は、荷重検出信号ＶＬｄを用いて荷重検出を実行する荷重検出部２１と、ブリッジ回路３の異常を検知する異常検知部２２と、を備える。更に、荷重検出部２１は、上記交流電流Ｉｐ，Ｉｎの印加により荷重検出信号ＶＬｄに重畳された変調信号Ｖｍを除去する変調信号除去部としての復調回路３１を備える。そして、異常検知部２２は、その荷重検出信号ＶＬｄから変調信号Ｖｍを分離する変調信号分離部としてのハイパスフィルタ４１と、その変調信号Ｖｍの振幅νに基づいてブリッジ回路３の異常を判定する異常判定部と、を備える。

即ち、ブリッジ回路３の出力電圧Ｖｐ´，Ｖｎ´に基づく荷重検出信号ＶＬｄに重畳された変調信号Ｖｍの振幅νは、その出力線８ｐ，８ｎに対して交流電流Ｉｐ，Ｉｎが印加されるブリッジ回路３のインピーダンスに依存する。従って、この変調信号Ｖｍの振幅νが適正範囲αを逸脱した場合には、そのブリッジ回路３に異常が発生したものと判定することができる。そして、荷重検出信号ＶＬｄから変調信号Ｖｍを除去することにより、精度よく、その検出回路部が設置された対象部位の荷重検出を行うことができる。その結果、荷重検出の実行中においても、自由に、そのブリッジ回路３の異常検知を行うことができる。そして、これにより、例えば、そのブリッジ回路３の常時監視ができるようになる。

（２）異常検知部２２は、異常判定部を構成する振幅測定回路４２及び異常判定回路４３を備える。振幅測定回路４２は、変調信号Ｖｍの振幅νを示す値として当該変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを測定する。また、異常判定回路４３は、ブリッジ回路３が正常であることを示す適正範囲αの上限に合わせて設定された所定の閾値Ｖ１，Ｖ３に対し、その変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを比較する。そして、異常判定回路４３は、その変調信号Ｖｍの振幅νが適正範囲αを超えた大きさであることを示す場合、即ち、その最大値Ｖｍａｘが閾値Ｖ１以上である場合（Ｖｍａｘ≧Ｖ１）又は最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ３以下である場合（Ｖｍｉｎ≦Ｖ３）には、ブリッジ回路３に断線故障が発生したものと判定する。

即ち、ブリッジ回路３に断線故障が発生した場合には、そのインピーダンスが増大することにより変調信号Ｖｍの振幅νが大きくなる。そして、これにより、その断線故障を検知することができる。

（３）更に、異常判定回路４３は、ブリッジ回路３が正常であることを示す適正範囲αの下限に合わせて設定された所定の閾値Ｖ２，Ｖ４に対し、その変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを比較する。そして、異常判定回路４３は、その変調信号Ｖｍの振幅νが適正範囲αに満たない大きさであることを示す場合、即ち、その最大値Ｖｍａｘが閾値Ｖ２以下である場合（Ｖｍａｘ≦Ｖ２）又は最小値Ｖｍｉｎが閾値Ｖ４以上である場合（Ｖｍｉｎ≧Ｖ４）には、ブリッジ回路３に短絡故障が発生したものと判定する。

即ち、ブリッジ回路３に短絡故障が発生した場合には、そのインピーダンスが低下することにより変調信号Ｖｍの振幅νが小さくなる（略ゼロ）。そして、これにより、その短絡故障を検知することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、変調回路２０は、正弦波形を有する二相の交流電流Ｉｐ，Ｉｎをブリッジ回路３の各出力線８ｐ，８ｎに印加することとした。しかし、これに限らず、図８に示すように、変調回路２０が、矩形波状の交流電流をブリッジ回路３の各出力線８ｐ，８ｎに印加する構成としてもよい。これにより、その変調回路２０の構成を簡素化することができる。更に、この場合、その荷重検出信号ＶＬｄから分離された変調信号Ｖｍもまた、図９に示すように、奇数倍高調波を多く含む矩形波形状を有するものとなる。そして、これにより、その振幅測定（最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎの測定）を容易に行うことができる。

・上記実施形態では、振幅測定回路４２は、変調信号Ｖｍの振幅νを示す値として当該変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを測定する。そして、異常判定回路４３は、これら変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎを、それぞれ、所定の閾値Ｖ１〜Ｖ４に比較することで、その異常検知判定を実行することとした。しかし、これに限らず、変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎから当該変調信号Ｖｍの振幅νを求めた上で、その振幅νを閾値に比較する構成であってもよい。そして、その異常検知判定に用いる変調信号Ｖｍの最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎは、周期毎に測定したものであってもよく、所定期間内に測定された値の平均値であってもよい。

・上記実施形態では、ＡＤ変換器１４によりデジタル化された荷重検出信号ＶＬｄに基づいて、その荷重検出信号ＶＬｄから変調信号Ｖｍを除去することにより荷重検出を実行し、その荷重検出信号ＶＬｄを分離することによりブリッジ回路３の異常検知を実行することとした。しかし、これに限らず、デジタル化される前の荷重検出信号ＶＬａに基づいて、その荷重検出及び異常検知を実行する構成としてもよい。

例えば、図１０に示す制御回路部６Ｂは、独立した荷重検出部２１Ｂ及び異常検知部２２Ｂを備えている。そして、この制御回路部６Ｂにおいては、これらの荷重検出部２１Ｂ及び異常検知部２２Ｂに対し、その差動増幅回路１２の出力する荷重検出信号ＶＬａが入力されるようになっている。

具体的には、この制御回路部６Ｂにおいて、荷重検出部２１Ｂは、復調器７１において荷重検出信号ＶＬａから変調信号Ｖｍａを除去した後、その復調された荷重検出信号ＶＬｄａをＡＤ変換器７２においてデジタル化する。尚、この荷重検出部２１Ｂの復調器７１もまた、ローパスフィルタを用いて構成される。そして、この荷重検出部２１Ｂもまた、荷重検出信号補正回路７３において、その荷重検出信号ＶＬｄｄに対してオフセット・ゲイン等の補正処理を実行することにより、規格化された荷重検出値Ｆを生成する構成になっている。

また、異常検知部２２Ｂは、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８１により荷重検出信号ＶＬａから変調信号Ｖｍａを分離した後、その変調信号ＶｍａをＡＣ−ＤＣ変換回路８２に入力する。即ち、アナログ信号としての変調信号Ｖｍａを整流することで、その信号レベルが求められる。そして、この異常検知部２２Ｂは、これにより得られる変調信号Ｖｍａの振幅νに基づいて、その異常判定回路８３が異常検知を実行する構成となっている。

このような構成を採用した場合においても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、アナログ信号としての荷重検出信号ＶＬｄａから変調信号Ｖｍａを分離することで、ＡＤ変換に伴う帯域制約を受けなくなる。そして、これにより、より柔軟に、その変調信号Ｖｍａの周波数を設定することができる。

・また、アナログ信号ベースで異常検知を実行する構成において、その荷重検出信号の復調、即ち変調信号の除去をデジタル化後に行う構成であってもよい。そして、デジタル信号ベースで異常検知を行う構成において、その変調信号の除去を荷重検出信号のデジタル化前に行ってもよい。

・出力信号Ｓは、デジタル信号でもアナログ信号でもよい。そして、その荷重検出値Ｆと異常判定値Ｘとが、それぞれ独立した信号により外部装置に出力される構成であってもよい。

・上記実施形態は、歪ゲージ２の抵抗変化に応じて出力電圧Ｖｐ，Ｖｎが変化するブリッジ回路３を検出回路として、その異常検知機能を備えた荷重検出装置１に具体化した。しかし、これに限らず、荷重検出以外のセンサ装置に適用される検出回路の異常検知装置に具体化してもよい。即ち、その検出回路の出力電圧に基づく検出信号は、必ずしも荷重検出信号でなくともよい。また、その検出回路が歪ゲージ２を有しないものであってもよい。そして、この検出回路がブリッジ回路を用いることなく構成されたものについても、これを排除しない。

次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を記載する。
（イ）前記検出回路の出力線は、ブリッジ回路の出力線であること、を特徴とする異常検知装置。

（ロ）前記ブリッジ回路は、歪ゲージの抵抗変化に応じて出力レベルが変化するものであること、を特徴とする異常検知装置。

１…荷重検出装置、２…歪ゲージ、３…ブリッジ回路、３ｎ，３ｐ…出力端子、５…検出回路部、６，６Ｂ…制御回路部、７…起歪体、８ｎ，８ｐ…出力線、１１…定電圧駆動回路、１２…差動増幅回路、１４，７２…ＡＤ変換器、１５…信号処理回路、１６…出力回路、２０…変調回路、２１，２１Ｂ…荷重検出部、２２，２２Ｂ…異常検知部、３１…復調回路（ＬＰＦ、変調信号除去部）、３２，７３…荷重検出信号補正回路（異常判定部）、４１，８１…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ、変調信号分離部）、４２…振幅測定回路（異常判定部）、４３，８３…異常判定回路（異常判定部）、７１…復調器（ＬＰＦ、変調信号除去部）、８２…ＡＣ−ＤＣ変換回路（異常判定部）、Ｖｐ，Ｖｎ，Ｖｐ´，Ｖｎ´…出力電圧、ＶＬａ，ＶＬｄ，ＶＬｄａ，ＶＬｄｄ…荷重検出信号、Ｉｐ，Ｉｎ…交流電流、Ｖｍ，Ｖｍａ…変調信号、ν…振幅、Ｖｍａｘ…最大値、Ｖｍｉｎ…最小値、Ｖ１〜Ｖ４…閾値、α…適正範囲、Ｘ…判定値、Ｆ…荷重検出値、Ｓ…出力信号。

Claims (4)

1. 歪ゲージの抵抗変化に応じて出力電圧が変化するブリッジ回路と、
   前記ブリッジ回路の出力電圧に基づき荷重検出を行う荷重検出部と、
   前記ブリッジ回路の異常を検知する異常検知部と、
   前記ブリッジ回路の出力線に交流電流を印加する変調回路と、を備え、
   前記荷重検出部は、前記交流電流の印加により前記ブリッジ回路の出力電圧に基づく荷重検出信号に重畳された変調信号を除去する変調信号除去部を備えるとともに、
   前記異常検知部は、前記荷重検出信号から前記変調信号を分離する変調信号分離部と、
   前記荷重検出信号から分離された前記変調信号の振幅に基づいて前記ブリッジ回路の異常を判定する異常判定部と、を備える荷重検出装置。
2. 請求項１に記載の荷重検出装置において、
   前記異常判定部は、前記変調信号の振幅が適正範囲を超えた大きさである場合には、断線故障が発生したものと判定すること、を特徴とする荷重検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の荷重検出装置において、
   前記異常判定部は、前記変調信号の振幅が適正範囲に満たない大きさである場合には、短絡故障が発生したものと判定すること、を特徴とする荷重検出装置。
4. 検出回路の出力線に交流電流を印加する変調回路と、
   前記交流電流の印加により前記検出回路の出力電圧に基づく検出信号に重畳された変調信号を除去する変調信号除去部と、
   前記検出信号から前記変調信号を分離する変調信号分離部と、
   前記検出信号から分離された前記変調信号の振幅に基づいて前記検出回路の異常を判定する異常判定部と、を備える異常検知装置。