JPH11160116A - 自己励起型センサーにおける故障の検出システム - Google Patents
自己励起型センサーにおける故障の検出システムInfo
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- JPH11160116A JPH11160116A JP10270548A JP27054898A JPH11160116A JP H11160116 A JPH11160116 A JP H11160116A JP 10270548 A JP10270548 A JP 10270548A JP 27054898 A JP27054898 A JP 27054898A JP H11160116 A JPH11160116 A JP H11160116A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D3/08—Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups with provision for safeguarding the apparatus, e.g. against abnormal operation, against breakdown
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
- G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自己励起型センサーにおける故障を、そこに
接続された制御ロジックへの付加的な入力を必要とする
ことなく、検出する。 【解決手段】 自己励起型センサー１２の故障を検出す
る方法とシステムは、自己励起型センサーに接合され、
センサー１２に伴なう信号を監視する監視回路２２、２
４を含む。自己励起型センサー１２に伴なっていて、故
障信号の無い時には有効動作範囲内である第１出力信号
を発生する電圧制限回路２０が受信機回路１６に接続さ
れる。電圧制限回路はまた、自己励起型センサー１２に
伴なった制御ロジックへの付加的入力を無くす様に、故
障信号に応じて、有効動作範囲の外側の第２出力信号を
発生する。
接続された制御ロジックへの付加的な入力を必要とする
ことなく、検出する。 【解決手段】 自己励起型センサー１２の故障を検出す
る方法とシステムは、自己励起型センサーに接合され、
センサー１２に伴なう信号を監視する監視回路２２、２
４を含む。自己励起型センサー１２に伴なっていて、故
障信号の無い時には有効動作範囲内である第１出力信号
を発生する電圧制限回路２０が受信機回路１６に接続さ
れる。電圧制限回路はまた、自己励起型センサー１２に
伴なった制御ロジックへの付加的入力を無くす様に、故
障信号に応じて、有効動作範囲の外側の第２出力信号を
発生する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光学的、磁
気的又は音波的に結合された自己励起型センサーにおけ
る故障を検出する方法とシステムとに関する。
気的又は音波的に結合された自己励起型センサーにおけ
る故障を検出する方法とシステムとに関する。
【０００２】
【従来の技術】自己励起型センサーは多くの応用分野に
おいて用いられている。自己励起型センサーは内部にお
いて、センサー自体により受信される励起信号を発生す
る。センサーはそして、励起信号の変動を計測してある
物理的パラメーターを検出する。例えば、光学的結合セ
ンサーは自動車のステアリング・ホイールの相対位置を
検出するのに用いられる。
おいて用いられている。自己励起型センサーは内部にお
いて、センサー自体により受信される励起信号を発生す
る。センサーはそして、励起信号の変動を計測してある
物理的パラメーターを検出する。例えば、光学的結合セ
ンサーは自動車のステアリング・ホイールの相対位置を
検出するのに用いられる。
【０００３】自動車のあるものは、相対位置から計算さ
れた操舵角に応じた制御を実行する制御システムを、取
り入れている。光学に基づく位置センサーの典型的なも
のは、ステアリング・ホイール・シャフトを同軸状に取
り囲む励起リングを含む。ドライバーがステアリング・
ホイールを操作する時に、ステアリング・ホイールの回
転に応じて、光学パルスが生成される。車両の操舵角に
ついての情報は、この光学的信号に基づいて信号パルス
をカウントするカウンターを用いて得られる。
れた操舵角に応じた制御を実行する制御システムを、取
り入れている。光学に基づく位置センサーの典型的なも
のは、ステアリング・ホイール・シャフトを同軸状に取
り囲む励起リングを含む。ドライバーがステアリング・
ホイールを操作する時に、ステアリング・ホイールの回
転に応じて、光学パルスが生成される。車両の操舵角に
ついての情報は、この光学的信号に基づいて信号パルス
をカウントするカウンターを用いて得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、センサ
ー自体に故障が起きた場合に、操舵角に応じて適切な制
御を実行する事は不可能である。位置センサー自体に起
因するいかなる故障も検出するために、別のセンサー
が、位置センサーに結合される。しかしながら、位置セ
ンサーや他のいかなる自己励起型センサーに伴なう故障
を検出する時には、付加的なセンサーや制御ロジックへ
の入力に伴なうコストや不確実性を無くすことが望まし
い。
ー自体に故障が起きた場合に、操舵角に応じて適切な制
御を実行する事は不可能である。位置センサー自体に起
因するいかなる故障も検出するために、別のセンサー
が、位置センサーに結合される。しかしながら、位置セ
ンサーや他のいかなる自己励起型センサーに伴なう故障
を検出する時には、付加的なセンサーや制御ロジックへ
の入力に伴なうコストや不確実性を無くすことが望まし
い。
【０００５】それで、本発明の全体的な目的は、自己励
起型センサーにおける故障を、そこに接続された制御ロ
ジックへの付加的な入力を必要とすることなく、検出す
る事である。
起型センサーにおける故障を、そこに接続された制御ロ
ジックへの付加的な入力を必要とすることなく、検出す
る事である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の、上記の目的、
他の目的、特徴及び効果を達成するために、励起信号を
送信する送信機回路と、励起信号を受信して制御ロジッ
クによって受信に対応する出力信号を発生する受信機回
路とを有する自己励起型センサーに伴なう故障を検出す
る方法が、作られた。この方法は、センサーに伴なう信
号を監視して対応する故障信号を発生する工程を含んで
いる。この方法はまた、制御ロジックへの付加的な入力
の必要性を無くす様に、故障信号が無い時に動作の有効
範囲内である第１出力信号を生成し、故障信号に応じて
動作の有効範囲外の第２出力信号を生成する工程を含ん
でいる。
他の目的、特徴及び効果を達成するために、励起信号を
送信する送信機回路と、励起信号を受信して制御ロジッ
クによって受信に対応する出力信号を発生する受信機回
路とを有する自己励起型センサーに伴なう故障を検出す
る方法が、作られた。この方法は、センサーに伴なう信
号を監視して対応する故障信号を発生する工程を含んで
いる。この方法はまた、制御ロジックへの付加的な入力
の必要性を無くす様に、故障信号が無い時に動作の有効
範囲内である第１出力信号を生成し、故障信号に応じて
動作の有効範囲外の第２出力信号を生成する工程を含ん
でいる。
【０００７】更に、本発明の上記の目的、他の目的、特
徴及び効果を実現するために、上記方法の工程を実現す
るシステムが準備されている。システムは、自己励起型
センサーに接続され、センサーに伴なう信号を監視し
て、対応する故障信号を発生する監視回路を含む。この
システムは更に、第２の電圧源と受信回路とに接続され
て、故障信号の無い時に動作の有効範囲内である第１出
力信号を発生し、この電圧制限回路が更に、制御ロジッ
クへの付加的な入力の必要性を無くす様に、故障信号に
応じて動作の有効範囲の外側の第２出力信号を発生す
る、電圧制限回路を含む。
徴及び効果を実現するために、上記方法の工程を実現す
るシステムが準備されている。システムは、自己励起型
センサーに接続され、センサーに伴なう信号を監視し
て、対応する故障信号を発生する監視回路を含む。この
システムは更に、第２の電圧源と受信回路とに接続され
て、故障信号の無い時に動作の有効範囲内である第１出
力信号を発生し、この電圧制限回路が更に、制御ロジッ
クへの付加的な入力の必要性を無くす様に、故障信号に
応じて動作の有効範囲の外側の第２出力信号を発生す
る、電圧制限回路を含む。
【０００８】本発明の、上記の目的、他の目的、特徴及
び効果は、添付の図面と関連させて、本発明を実施する
最良の態様についての以下の詳細な説明を読めば、容易
に理解される。
び効果は、添付の図面と関連させて、本発明を実施する
最良の態様についての以下の詳細な説明を読めば、容易
に理解される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１を参照する、本発明のシステ
ムの単純化されたブロック図が示されており、符号１２
により全体として示された自己励起型センサーへと、シ
ステムが組み入れられ符号１０で示されている。センサ
ー１２は、励起信号を送信する送信機回路１４と、励起
信号を受信して、センサー１２により検出された物理的
パラメーターを示す対応する出力信号を発生する受信機
回路とを含む。送信機回路１４は、例えばその電圧Ｖｂ
ａｔが直流８．０−１６．０ボルトである電圧源により
駆動される。
ムの単純化されたブロック図が示されており、符号１２
により全体として示された自己励起型センサーへと、シ
ステムが組み入れられ符号１０で示されている。センサ
ー１２は、励起信号を送信する送信機回路１４と、励起
信号を受信して、センサー１２により検出された物理的
パラメーターを示す対応する出力信号を発生する受信機
回路とを含む。送信機回路１４は、例えばその電圧Ｖｂ
ａｔが直流８．０−１６．０ボルトである電圧源により
駆動される。
【００１０】センサー１２はまた、出力信号を出力する
出力端子１８を有する。出力端子１８において出力信号
を発生するために受信機回路は別の電圧源により駆動さ
れ、電圧源は電圧制限回路２０と一体とすることが出来
る。
出力端子１８を有する。出力端子１８において出力信号
を発生するために受信機回路は別の電圧源により駆動さ
れ、電圧源は電圧制限回路２０と一体とすることが出来
る。
【００１１】システム１０は電圧制限回路２０と同様
に、第１監視回路２２と第２監視回路２４を含む。第１
監視回路２２は送信機回路１４に接続されて、送信機回
路１４内での電流から生成された電圧降下を監視する。
第２監視回路２４は第１監視回路により駆動され、そし
て受信機回路１６と電圧制限回路２０とに接続される。
第２監視回路２４は第１監視回路２２に伴なう故障を監
視し、また受信機回路１６により生成した出力信号を監
視することによって、電圧制限回路２０に伴なう故障も
監視する。
に、第１監視回路２２と第２監視回路２４を含む。第１
監視回路２２は送信機回路１４に接続されて、送信機回
路１４内での電流から生成された電圧降下を監視する。
第２監視回路２４は第１監視回路により駆動され、そし
て受信機回路１６と電圧制限回路２０とに接続される。
第２監視回路２４は第１監視回路２２に伴なう故障を監
視し、また受信機回路１６により生成した出力信号を監
視することによって、電圧制限回路２０に伴なう故障も
監視する。
【００１２】電圧制限回路２０は第２監視回路２４に直
接反応し、第１監視回路２２に対しては間接的に反応す
る。電圧制限回路２０は、動作電圧範囲を上限値と下限
値を有する電圧範囲に制限する。センサー１２は、例え
ば直流０から５．０ボルトのピーク電圧範囲において作
動するのが一般的である。電圧制限回路２０は、センサ
ー１２が一般的なピーク動作範囲内の所定の電圧範囲の
信号を出力する様に、インピーダンス素子を含む。一般
的な動作範囲における上限値が、例えば直流０．２５ボ
ルトである所定量だけ小さくなる一方で、下限値は例え
ば直流０．２５ボルトである所定量だけ大きくなり、動
作範囲は直流０．２５から４．７５ボルトとなる。
接反応し、第１監視回路２２に対しては間接的に反応す
る。電圧制限回路２０は、動作電圧範囲を上限値と下限
値を有する電圧範囲に制限する。センサー１２は、例え
ば直流０から５．０ボルトのピーク電圧範囲において作
動するのが一般的である。電圧制限回路２０は、センサ
ー１２が一般的なピーク動作範囲内の所定の電圧範囲の
信号を出力する様に、インピーダンス素子を含む。一般
的な動作範囲における上限値が、例えば直流０．２５ボ
ルトである所定量だけ小さくなる一方で、下限値は例え
ば直流０．２５ボルトである所定量だけ大きくなり、動
作範囲は直流０．２５から４．７５ボルトとなる。
【００１３】電圧制限回路はまた出力信号が、例えば直
流０．７５から４．０ボルトの電圧範囲内に規定された
中央故障帯内で振動する事を制限する。故障が発生した
場合に、電圧制限回路２０が、電圧範囲外だけでなく中
央故障帯内においても所定時間、例えば１００ミリ秒以
上の間、出力信号を振動させる。
流０．７５から４．０ボルトの電圧範囲内に規定された
中央故障帯内で振動する事を制限する。故障が発生した
場合に、電圧制限回路２０が、電圧範囲外だけでなく中
央故障帯内においても所定時間、例えば１００ミリ秒以
上の間、出力信号を振動させる。
【００１４】その様にして電圧制限回路２０は、直流
０．２５ボルトよりも大きいか又は直流４．７５ボルト
よりも大きい出力が故障の存在しない通常動作中におい
て出力信号として供給されない事を確実とする。また、
直流０．７５から４．０ボルトの間に１００ミリ秒より
長い間、信号が発生する事もない。ここで、本発明のシ
ステム１０により、直流０．２５ボルトよりも小さいか
直流４．５ボルトよりも大きいか、又は１００ミリ秒よ
り長い間直流０．７５から４．０ボルトの間にある電圧
が供給された時に、センサー１２の故障を検出すること
が可能となる。
０．２５ボルトよりも大きいか又は直流４．７５ボルト
よりも大きい出力が故障の存在しない通常動作中におい
て出力信号として供給されない事を確実とする。また、
直流０．７５から４．０ボルトの間に１００ミリ秒より
長い間、信号が発生する事もない。ここで、本発明のシ
ステム１０により、直流０．２５ボルトよりも小さいか
直流４．５ボルトよりも大きいか、又は１００ミリ秒よ
り長い間直流０．７５から４．０ボルトの間にある電圧
が供給された時に、センサー１２の故障を検出すること
が可能となる。
【００１５】第１及び第２監視回路２２、２４を介し
て、送信機回路１４により発生した励起信号を受信機回
路１６につなげることによって、センサー１２の監視を
完全に行なうことが可能となる。更にまた、後でより詳
細に述べる様に、監視回路２２、２４自体の付加的構成
部品を、電圧制限回路２０を介してシステム１０によっ
て、監視することが出来る。
て、送信機回路１４により発生した励起信号を受信機回
路１６につなげることによって、センサー１２の監視を
完全に行なうことが可能となる。更にまた、後でより詳
細に述べる様に、監視回路２２、２４自体の付加的構成
部品を、電圧制限回路２０を介してシステム１０によっ
て、監視することが出来る。
【００１６】本発明のシステム１０について、図２の概
略図を用いてより詳細に説明する。図２に描かれた自己
励起型センサー１２は、相対位置センサーの様な光学結
合型センサーであって、出力は電子制御ユニットＥＣＵ
（electronic control unit）に接続される。しかしな
がら、例えば磁気結合型や音波結合型センサーの様な、
同様のいかなる他の自己励起型センサーを本発明に用い
ることが出来る。
略図を用いてより詳細に説明する。図２に描かれた自己
励起型センサー１２は、相対位置センサーの様な光学結
合型センサーであって、出力は電子制御ユニットＥＣＵ
（electronic control unit）に接続される。しかしな
がら、例えば磁気結合型や音波結合型センサーの様な、
同様のいかなる他の自己励起型センサーを本発明に用い
ることが出来る。
【００１７】センサー１２の送信機回路１４は、例えば
発光ダイオード（ＬＥＤ）の様な２つの光学的送信機Ｄ
９、Ｄ１０を含む。受信機回路１６は、図２においてス
イッチとして示され、送信された光を受信する対応した
受信機Ｕ１６を含む。受信機Ｕ１６が唯一つしか示され
ていないが、図２に示されたセンサー１２は、光学的送
信機Ｄ９、Ｄ１０の各々に対して受信機が存在する様
に、実際には第２受信機かスイッチを含んでいる。
発光ダイオード（ＬＥＤ）の様な２つの光学的送信機Ｄ
９、Ｄ１０を含む。受信機回路１６は、図２においてス
イッチとして示され、送信された光を受信する対応した
受信機Ｕ１６を含む。受信機Ｕ１６が唯一つしか示され
ていないが、図２に示されたセンサー１２は、光学的送
信機Ｄ９、Ｄ１０の各々に対して受信機が存在する様
に、実際には第２受信機かスイッチを含んでいる。
【００１８】相対位置センサーは、その中で所定角度を
表すいくつかの穴（又は窓）を有する不図示の励起リン
グの近傍に位置するのが一般的である。その様にして、
センサー１２は発光ダイオードＤ９、Ｄ１０を介し、励
起リングの穴を通して、光を送信し、反対側の光学的受
信機Ｕ１６によって受信される様にする。それで出力電
圧信号は、穴の位置につれて変化し、ＥＣＵ２６によっ
て受信される。
表すいくつかの穴（又は窓）を有する不図示の励起リン
グの近傍に位置するのが一般的である。その様にして、
センサー１２は発光ダイオードＤ９、Ｄ１０を介し、励
起リングの穴を通して、光を送信し、反対側の光学的受
信機Ｕ１６によって受信される様にする。それで出力電
圧信号は、穴の位置につれて変化し、ＥＣＵ２６によっ
て受信される。
【００１９】ＥＣＵ２６は、受信機回路１６に対する電
力源Ｖｃｃを含み、それは直流４．７５から５．２５ボ
ルトであることが一般的である。ＥＣＵ２０はまた、受
信機回路１６のアナログ出力をＥＣＵ２６による処理の
ためにディジタル信号へと変換するアナログ・デジタル
（Ａ／Ｄ）コンバーター２８を含む。受信機回路１６
は、出力端子３０、３２を有し、ここで端子３０はＶｃ
ｃに接続され、端子３２は接地される。
力源Ｖｃｃを含み、それは直流４．７５から５．２５ボ
ルトであることが一般的である。ＥＣＵ２０はまた、受
信機回路１６のアナログ出力をＥＣＵ２６による処理の
ためにディジタル信号へと変換するアナログ・デジタル
（Ａ／Ｄ）コンバーター２８を含む。受信機回路１６
は、出力端子３０、３２を有し、ここで端子３０はＶｃ
ｃに接続され、端子３２は接地される。
【００２０】受信機回路１６の出力電圧は、グランド・
レベルつまり直流０ボルトからピーク動作電圧Ｖｃｃま
での範囲にわたることになり得る。しかしながら、電圧
制限回路２０が、上述の様に動作範囲を直流０．２５か
ら４．７５ボルトへと制限する。これは、３つのインピ
ーダンス素子を介して達成される。
レベルつまり直流０ボルトからピーク動作電圧Ｖｃｃま
での範囲にわたることになり得る。しかしながら、電圧
制限回路２０が、上述の様に動作範囲を直流０．２５か
ら４．７５ボルトへと制限する。これは、３つのインピ
ーダンス素子を介して達成される。
【００２１】第１インピーダンス素子は、スイッチＵ１
６が送信機Ｄ９又はＤ１０から信号を受信していない時
に出力端子３０で引き上げるのに充分なインピーダンス
を有する電圧分圧器となる抵抗Ｒ３を含む。好ましくは
１キロ・オームである抵抗Ｒ３は、Ｖｃｃと出力端子３
０との間に結合される。
６が送信機Ｄ９又はＤ１０から信号を受信していない時
に出力端子３０で引き上げるのに充分なインピーダンス
を有する電圧分圧器となる抵抗Ｒ３を含む。好ましくは
１キロ・オームである抵抗Ｒ３は、Ｖｃｃと出力端子３
０との間に結合される。
【００２２】第２と第３のインピーダンス素子は、抵抗
Ｒ３との関係で電圧分圧器として機能する。第２インピ
ーダンス素子は、第３インピーダンス素子よりもかなり
大きいインピーダンスを有する抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ３と
を含み、スイッチＵ１６が開き送信機Ｄ９又はＤ１０か
らの信号を受信していない時に、電流の大部分は抵抗Ｒ
２０を通って流れる様にしている。好ましくは７．４キ
ロオームである抵抗２０は、出力端子３０と第２監視回
路２４つまりトランジスタＭ５との間において抵抗Ｒ３
と直列に結合される。
Ｒ３との関係で電圧分圧器として機能する。第２インピ
ーダンス素子は、第３インピーダンス素子よりもかなり
大きいインピーダンスを有する抵抗Ｒ２０と抵抗Ｒ３と
を含み、スイッチＵ１６が開き送信機Ｄ９又はＤ１０か
らの信号を受信していない時に、電流の大部分は抵抗Ｒ
２０を通って流れる様にしている。好ましくは７．４キ
ロオームである抵抗２０は、出力端子３０と第２監視回
路２４つまりトランジスタＭ５との間において抵抗Ｒ３
と直列に結合される。
【００２３】第３インピーダンス素子は、好ましくは各
々が２８２オームであって、テブナン等価分圧回路とし
て機能し正常動作電圧をグランド・レベルよりも上に引
き上げる２つの抵抗Ｒ５０、Ｒ２２を含む。抵抗Ｒ５
０、Ｒ２２のインピーダンスがかなり小さく、スイッチ
Ｕ１６が閉じて送信機Ｄ９又はＤ１０からの信号を受信
している時にスイッチＵ１６を通って電流が流れると、
信号をグランドから少しだけ引き上げる電圧分圧器が発
生する。抵抗器Ｒ５０、Ｒ２２は互いに並列にそして抵
抗Ｒ２０とも並列に信号出力端子３０とスイッチＵ１６
との間で結合されている。
々が２８２オームであって、テブナン等価分圧回路とし
て機能し正常動作電圧をグランド・レベルよりも上に引
き上げる２つの抵抗Ｒ５０、Ｒ２２を含む。抵抗Ｒ５
０、Ｒ２２のインピーダンスがかなり小さく、スイッチ
Ｕ１６が閉じて送信機Ｄ９又はＤ１０からの信号を受信
している時にスイッチＵ１６を通って電流が流れると、
信号をグランドから少しだけ引き上げる電圧分圧器が発
生する。抵抗器Ｒ５０、Ｒ２２は互いに並列にそして抵
抗Ｒ２０とも並列に信号出力端子３０とスイッチＵ１６
との間で結合されている。
【００２４】図３に示す様に、電圧制限回路２０は上故
障帯Ａと下故障帯Ｂとを発生する。センサー１２からの
出力信号は、正常動作中においては故障帯ＡとＢの間で
上下に周期運動つまり振動するパルスである。信号が故
障帯Ａ又はＢ内の電圧レベルを有して、故障が起こった
事を示している場合には、ＥＣＵ２６はそれに応じて反
応する。
障帯Ａと下故障帯Ｂとを発生する。センサー１２からの
出力信号は、正常動作中においては故障帯ＡとＢの間で
上下に周期運動つまり振動するパルスである。信号が故
障帯Ａ又はＢ内の電圧レベルを有して、故障が起こった
事を示している場合には、ＥＣＵ２６はそれに応じて反
応する。
【００２５】電圧制限回路２０はまた、中央故障帯Ｃを
発生する。出力信号が、ｔ２からｔ１までの例えば１０
０ミリ秒である所定時間よりも長い間、その電圧レベル
を中央故障帯の中に有する場合には、ＥＣＵ２６が故障
を検出し相応の反応をすることになる。出力信号が中央
故障帯Ｃに所定時間より長く位置するという要件は、セ
ンサー１２及びシステム１０の構成部品の電圧の乱高下
や漂遊を許容することになる。
発生する。出力信号が、ｔ２からｔ１までの例えば１０
０ミリ秒である所定時間よりも長い間、その電圧レベル
を中央故障帯の中に有する場合には、ＥＣＵ２６が故障
を検出し相応の反応をすることになる。出力信号が中央
故障帯Ｃに所定時間より長く位置するという要件は、セ
ンサー１２及びシステム１０の構成部品の電圧の乱高下
や漂遊を許容することになる。
【００２６】センサー１２とシステム１０自体の故障
は、第１監視回路２２と第２監視回路２４を介して検出
される。第１監視回路２２は、トランジスターＭ６とイ
ンピーダンス素子Ｒ４９、Ｒ５１とを含む。トランジス
ターＭ６は例えばＩＲＦ１５０であるＭＯＳＦＥＴが好
ましく、代わりにバイポーラ・トランジスターとする事
も出来る。Ｍ６はダイオードＤ９、Ｄ１０への電流駆動
トランジスターＱ７及び直列に接続されたダイオードＤ
９、Ｄ１０自体と並列に接続される。ダイオードＤ９、
Ｄ１０のテブナン等価分圧回路と電流駆動トランジスタ
Ｑ７との間で生じる電圧降下は、インピーダンス素子Ｒ
４９、Ｒ５１によりグランドからオフセットして、Ｍ６
において順方向電位バイアスが存在する様にされる。そ
れで、送信機回路１４を横切っての電圧差を監視するた
めに、このオフセットは、通常動作中にトランジスタＭ
６をＯＮ状態へと付勢し、電圧差が所定量範囲に入らな
い場合にＯＦＦ状態へと付勢するのに用いられる。２つ
のインピーダンス素子Ｒ４９、Ｒ５１は、抵抗素子の電
流制限機能が送信機Ｄ９、Ｄ１０を保護することになる
ので、必要である。
は、第１監視回路２２と第２監視回路２４を介して検出
される。第１監視回路２２は、トランジスターＭ６とイ
ンピーダンス素子Ｒ４９、Ｒ５１とを含む。トランジス
ターＭ６は例えばＩＲＦ１５０であるＭＯＳＦＥＴが好
ましく、代わりにバイポーラ・トランジスターとする事
も出来る。Ｍ６はダイオードＤ９、Ｄ１０への電流駆動
トランジスターＱ７及び直列に接続されたダイオードＤ
９、Ｄ１０自体と並列に接続される。ダイオードＤ９、
Ｄ１０のテブナン等価分圧回路と電流駆動トランジスタ
Ｑ７との間で生じる電圧降下は、インピーダンス素子Ｒ
４９、Ｒ５１によりグランドからオフセットして、Ｍ６
において順方向電位バイアスが存在する様にされる。そ
れで、送信機回路１４を横切っての電圧差を監視するた
めに、このオフセットは、通常動作中にトランジスタＭ
６をＯＮ状態へと付勢し、電圧差が所定量範囲に入らな
い場合にＯＦＦ状態へと付勢するのに用いられる。２つ
のインピーダンス素子Ｒ４９、Ｒ５１は、抵抗素子の電
流制限機能が送信機Ｄ９、Ｄ１０を保護することになる
ので、必要である。
【００２７】電源故障及び電源関連の回路故障が、トラ
ンジスタＭ６をハードウェアにより第２監視回路２４に
結合することによって検出される。第２監視回路２４は
Ｍ６と同様のトランジスタであるのが好ましい。トラン
ジスタＭ５がトランジスタＭ６によって駆動され、トラ
ンジスタＭ６がＯＦＦに切り替わった（つまり、電圧差
が所定のウインドウの外側にあり故障を示していること
が判る）時に、トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わる
様にされる。トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わる時
に、信号出力が上故障帯Ａ又は下故障帯Ｂのいずれか
へ、センサー１２の状態に応じて、引かれる。
ンジスタＭ６をハードウェアにより第２監視回路２４に
結合することによって検出される。第２監視回路２４は
Ｍ６と同様のトランジスタであるのが好ましい。トラン
ジスタＭ５がトランジスタＭ６によって駆動され、トラ
ンジスタＭ６がＯＦＦに切り替わった（つまり、電圧差
が所定のウインドウの外側にあり故障を示していること
が判る）時に、トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わる
様にされる。トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わる時
に、信号出力が上故障帯Ａ又は下故障帯Ｂのいずれか
へ、センサー１２の状態に応じて、引かれる。
【００２８】抵抗Ｒ２２、Ｒ５０、Ｒ２０はまた、配線
のいずれかに短絡故障がある場合には、信号レベルを下
故障帯Ｂへと引き下げる。反対に、抵抗Ｒ３は、配線の
いずれかに断線故障がある場合には、信号レベルを上故
障帯Ａへと引き上げる。
のいずれかに短絡故障がある場合には、信号レベルを下
故障帯Ｂへと引き下げる。反対に、抵抗Ｒ３は、配線の
いずれかに断線故障がある場合には、信号レベルを上故
障帯Ａへと引き上げる。
【００２９】本発明のシステム１０の動作を以下に説明
する。正常動作中において、故障がなく、送信機回路が
信号を送信してスイッチＵ１６が開いている（光が受信
されていない）場合には、抵抗Ｒ５０とＲ２２を通って
電流が流れないので、端子３０における出力信号は、抵
抗Ｒ３及びＲ２０により分割された電圧レベルつまり直
流で約４．５ボルトとなる。
する。正常動作中において、故障がなく、送信機回路が
信号を送信してスイッチＵ１６が開いている（光が受信
されていない）場合には、抵抗Ｒ５０とＲ２２を通って
電流が流れないので、端子３０における出力信号は、抵
抗Ｒ３及びＲ２０により分割された電圧レベルつまり直
流で約４．５ボルトとなる。
【００３０】同様に、送信機回路１４が信号を送信し、
スイッチＵ１６が閉じている（光が受信されている）場
合には、抵抗Ｒ２０が大きく、Ｒ２２、Ｒ５０は小さい
ので、端子３０における信号が基本的にＲ３、Ｒ２２、
Ｒ５０によって分割された電圧レベル例えば直流０．５
ボルトとなる。
スイッチＵ１６が閉じている（光が受信されている）場
合には、抵抗Ｒ２０が大きく、Ｒ２２、Ｒ５０は小さい
ので、端子３０における信号が基本的にＲ３、Ｒ２２、
Ｒ５０によって分割された電圧レベル例えば直流０．５
ボルトとなる。
【００３１】送信機回路１４が、逆電流保護ダイオード
Ｄ７、電流駆動トランジスタＱ７又は送信機Ｄ９、Ｄ１
０において断線している場合に、順方向バイアスがない
結果トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わり受信機回路
１６の中に開放部を発生するので、トランジスタＭ６が
ＯＦＦとなる。結果として、出力端子３０の電圧は上故
障帯Ａの範囲内であるＶｃｃに等しくなる。
Ｄ７、電流駆動トランジスタＱ７又は送信機Ｄ９、Ｄ１
０において断線している場合に、順方向バイアスがない
結果トランジスタＭ５がＯＦＦに切り替わり受信機回路
１６の中に開放部を発生するので、トランジスタＭ６が
ＯＦＦとなる。結果として、出力端子３０の電圧は上故
障帯Ａの範囲内であるＶｃｃに等しくなる。
【００３２】他の構成部分つまり図示のＩＧＮつまりＶ
ｂａｔ、逆電流保護ダイオードＤ７、抵抗Ｒ３９又はツ
エナー・ダイオードＤ８が断線又は短絡した場合には、
トランジスタＭ６はＯＦＦに切り替わり、トランジスタ
Ｍ５をＯＦＦに切り換える。抵抗Ｒ４９、Ｒ５１の一つ
が故障した場合（多分両方の抵抗が同時に故障はしな
い）には、故障によりＱ７、Ｄ９及びＤ１０の内の一つ
が開放して、Ｍ６とＭ５をＯＦＦへと切り換えることに
なる。
ｂａｔ、逆電流保護ダイオードＤ７、抵抗Ｒ３９又はツ
エナー・ダイオードＤ８が断線又は短絡した場合には、
トランジスタＭ６はＯＦＦに切り替わり、トランジスタ
Ｍ５をＯＦＦに切り換える。抵抗Ｒ４９、Ｒ５１の一つ
が故障した場合（多分両方の抵抗が同時に故障はしな
い）には、故障によりＱ７、Ｄ９及びＤ１０の内の一つ
が開放して、Ｍ６とＭ５をＯＦＦへと切り換えることに
なる。
【００３３】送信機回路１４が正しく動作しているが、
Ｖｃｃ又はＲ３に断線があるかＶｃｃに短絡がある場合
には、出力端子３０における電圧は、下故障帯Ｂ内にあ
るグランドに等しくなる。
Ｖｃｃ又はＲ３に断線があるかＶｃｃに短絡がある場合
には、出力端子３０における電圧は、下故障帯Ｂ内にあ
るグランドに等しくなる。
【００３４】送信機回路１４が正常に動作しているが、
Ｒ２０に断線がある場合には、出力信号は、スイッチＵ
１６が開いていればＶｃｃまで引き上げられる。スイッ
チＵ１６が閉じている場合には、出力端子における電圧
はＲ３とＲ２２、Ｒ５０との間で分圧され、結果として
中央故障帯Ｃ内の電圧レベルとなる。この出力信号は、
ＥＣＵ２６が故障を検出するために、所定時間以上の間
この領域に留まらなければならず、そうでなければ、抵
抗Ｒ２０の意味がないとも言える。
Ｒ２０に断線がある場合には、出力信号は、スイッチＵ
１６が開いていればＶｃｃまで引き上げられる。スイッ
チＵ１６が閉じている場合には、出力端子における電圧
はＲ３とＲ２２、Ｒ５０との間で分圧され、結果として
中央故障帯Ｃ内の電圧レベルとなる。この出力信号は、
ＥＣＵ２６が故障を検出するために、所定時間以上の間
この領域に留まらなければならず、そうでなければ、抵
抗Ｒ２０の意味がないとも言える。
【００３５】送信機回路が正常に動作していることを再
び確認して、Ｒ２０が短絡していてスイッチＵ１６が開
いている場合には、出力信号はグランドまで引き下げら
れるであろう。他方で、Ｒ２２又はＲ５０が断線してい
てスイッチＵ１６が閉じている場合には、出力信号の電
圧はＲ３とＲ２０とＲ２２又はＲ５０との間で分圧さ
れ、中央故障帯Ｃに入るであろう。スイッチＵ１６が閉
じている際にＲ２２又はＲ５０が断線すると、出力電圧
はグランドまで引き下げられる。
び確認して、Ｒ２０が短絡していてスイッチＵ１６が開
いている場合には、出力信号はグランドまで引き下げら
れるであろう。他方で、Ｒ２２又はＲ５０が断線してい
てスイッチＵ１６が閉じている場合には、出力信号の電
圧はＲ３とＲ２０とＲ２２又はＲ５０との間で分圧さ
れ、中央故障帯Ｃに入るであろう。スイッチＵ１６が閉
じている際にＲ２２又はＲ５０が断線すると、出力電圧
はグランドまで引き下げられる。
【００３６】
【発明の効果】本発明の監視システムは自己励起型セン
サーの励起状態をセンサーの出力信号に結び付けること
で、センサー自体の中での故障をセンサーの出力電圧を
監視することによって検出出来る。更に、本発明の電圧
制限回路は、スリープ・モードの故障つまり監視システ
ム自体における故障の検出が可能である。それにより、
別のセンサーを付加することによる、費用の増加及び信
頼性の低下を、かなり防ぐことになる。
サーの励起状態をセンサーの出力信号に結び付けること
で、センサー自体の中での故障をセンサーの出力電圧を
監視することによって検出出来る。更に、本発明の電圧
制限回路は、スリープ・モードの故障つまり監視システ
ム自体における故障の検出が可能である。それにより、
別のセンサーを付加することによる、費用の増加及び信
頼性の低下を、かなり防ぐことになる。
【００３７】本発明を実施する最良の態様について詳細
に説明してきたが、本発明が関連する分野の当業者であ
れば、添付の特許請求の範囲に記載の発明を実施するた
めに種々の変更案及び実施例を想到するものと思われ
る。
に説明してきたが、本発明が関連する分野の当業者であ
れば、添付の特許請求の範囲に記載の発明を実施するた
めに種々の変更案及び実施例を想到するものと思われ
る。
【図１】本発明の単純化したブロック図である。
【図２】光学的に結合された自己励起センサーに用いる
本発明の監視回路の概略図である。
本発明の監視回路の概略図である。
【図３】本発明の監視回路により発生する出力信号を示
すグラフである。
すグラフである。
１２ 自己励起型センサー １４ 送信機回路 １６ 受信機回路 ２０ 電圧制限回路 ２２、２４ 監視回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケビン、ジェイムス、パブロフ アメリカ合衆国ミシガン州リボニア、メイ フィールド、20123
Claims (2)
- 【請求項１】 励起信号を送信する送信機回路と、上記
励起信号を受信して制御ロジックによって受信に対応す
る出力信号を発生する受信機回路とを有するシステムで
あって、自己励起型センサーに接続され、センサーに伴
なう信号を監視して、対応する故障信号を発生する監視
回路と、電圧源と上記受信機回路とに接続されて、上記
故障信号の無い時に有効動作範囲内である第１出力信号
を発生し、上記有効範囲が第１上限値と第１下限値とを
有するものである電圧制限回路とを有し、該電圧制限回
路が更に、上記制御ロジックへの付加的な入力の必要性
を無くす様に、上記故障信号に応じて上記動作の有効範
囲の外側の第２出力信号を発生する、システム。 - 【請求項２】 上記電圧源が上記受信機回路に接続され
該受信機回路へ電圧を供給しており、上記電圧制限回路
が、上記電圧源に接続され、上記受信回路が上記励起信
号を受信していない時に、故障が存在しなければ、上記
電圧源からの上記第１出力信号を第１上限値よりも下側
に引き下げるのに充分なインピーダンスを有する第１イ
ンピーダンス素子と、該第１インピーダンス素子に接続
され、上記受信機回路が励起信号を受信している時には
電圧源の大きな割合が上記受信機回路によって受信さ
れ、上記受信機回路が上記励起信号を受信していない時
には上記第１出力信号が上記電圧源から上記第１上限値
よりも下側に引き下げられる様に、該第１インピーダン
ス素子のインピーダンスよりも大きなインピーダンスを
有している第２インピーダンス素子と、上記第１と第２
のインピーダンス素子と上記受信機回路とに接続され、
上記第１と第２のインピーダンス素子のインピーダンス
よりも小さいが、上記受信機回路が上記励起信号を受信
している時に上記第１下限値よりも上に上記第１出力信
号を引き上げるのに充分なインピーダンスを有している
第３インピーダンス素子とを有している事を特徴とする
請求項１に記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/929,514 US6002338A (en) | 1997-09-15 | 1997-09-15 | Method and system for detecting failures in self-exciting sensor |
| US08/929,514 | 1997-09-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160116A true JPH11160116A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=25457979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10270548A Pending JPH11160116A (ja) | 1997-09-15 | 1998-09-07 | 自己励起型センサーにおける故障の検出システム |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6002338A (ja) |
| EP (1) | EP0902254B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11160116A (ja) |
| DE (1) | DE69836710T2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9620417D0 (en) * | 1996-10-01 | 1996-11-20 | Lucas Ind Plc | Fault error generation in electronic sensors |
| US6339373B1 (en) * | 1998-05-01 | 2002-01-15 | Dale A. Zeskind | Sensor device providing indication of device health |
| US8078478B2 (en) * | 2001-09-27 | 2011-12-13 | Nike, Inc. | Method, apparatus, and data processor program product capable of enabling management of athleticism development program data |
| DE102004024954A1 (de) * | 2004-05-21 | 2005-12-08 | Robert Bosch Gmbh | Sensor für eine Getriebesteuerung insbesondere eines Kraftfahrzeugs |
| US7443308B2 (en) * | 2006-03-16 | 2008-10-28 | Adc Dls Systems, Inc. | Enhanced AC immunity in ground fault detection |
| DE102008004454B4 (de) * | 2008-01-15 | 2020-02-13 | Asm Automation Sensorik Messtechnik Gmbh | Winkelsensorschaltung |
| US10725122B2 (en) | 2018-07-20 | 2020-07-28 | Allegro Microsystems, Llc | Ratiometric sensor output topology and methods |
| US11942831B2 (en) | 2020-01-15 | 2024-03-26 | Allegro Microsystems, Llc | Three-phase BLDC motor driver/controller having diagnostic signal processing |
| US11029370B1 (en) | 2020-05-22 | 2021-06-08 | Allegro Microsystems, Llc | Sensor output control methods and apparatus |
| US11885645B2 (en) | 2021-06-17 | 2024-01-30 | Allegro Microsystems, Llc | Supply voltage configurable sensor |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1284103C2 (de) * | 1967-06-19 | 1975-01-16 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Einrichtung zur erfassung zweier grenzwerte |
| AU7733075A (en) * | 1974-01-29 | 1976-07-15 | Dreamland Electrical Appliance | Heat detecting apparatus |
| US3919703A (en) * | 1974-04-08 | 1975-11-11 | Bertea Corp | Fault detection system for transducers |
| US4155080A (en) * | 1978-01-17 | 1979-05-15 | Fischer & Porter Company | Protective arrangement for analog sensor multiplexing system |
| US4414539A (en) * | 1978-12-22 | 1983-11-08 | The Boeing Company | Built-in passive fault detection circuitry for an aircraft's electrical/electronic systems |
| JPS58137329A (ja) * | 1982-02-10 | 1983-08-15 | Nec Corp | 入力信号線断線検出回路 |
| JPS5955600A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-30 | ニツタン株式会社 | 警報端末装置 |
| US4647920A (en) * | 1983-09-09 | 1987-03-03 | Corso Philip P | Fault detector |
| JPH0664674B2 (ja) * | 1984-09-14 | 1994-08-22 | ニツタン株式会社 | 警報装置の中継器 |
| DE3533523A1 (de) * | 1984-09-22 | 1986-04-17 | Sharp K.K., Osaka | Ausfall-detektor |
| DE3714697A1 (de) * | 1987-05-02 | 1988-11-10 | Vdo Schindling | Einrichtung zur ermittlung und/oder beeinflussung von betriebsdaten von kraftfahrzeugen mit verbrennungsmotor |
| US4816673A (en) * | 1987-07-01 | 1989-03-28 | Motorola, Inc. | Shock proof steering module assembly |
| US4845435A (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-04 | Honeywell Inc. | Sensor fault detector |
| US4841286A (en) * | 1988-02-08 | 1989-06-20 | Honeywell Inc. | Apparatus and method for detection of an open thermocouple in a process control network |
| US4996657A (en) * | 1988-03-18 | 1991-02-26 | Honda Giken Kogyo K.K. | Steering angle detecting system for automotive vehicles |
| SE461056B (sv) * | 1988-04-22 | 1989-12-18 | Bengt Henoch | Anordning foer att kontrollera givare |
| US5079506A (en) * | 1989-10-02 | 1992-01-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Checking circuit for checking the normal operation of a sensor |
| DE4118718A1 (de) * | 1991-06-07 | 1992-12-10 | Bosch Gmbh Robert | Pruefschaltung fuer einen sensor |
| JP3287624B2 (ja) * | 1993-01-11 | 2002-06-04 | 三菱電機株式会社 | 半導体センサ |
| WO1994023303A1 (en) * | 1993-03-31 | 1994-10-13 | The Nippon Signal Co., Ltd. | Circuit for judging motor rotation and apparatus for confirming motor stop using said circuit |
| US5673278A (en) * | 1995-05-10 | 1997-09-30 | Elsag International N.V. | Method and apparatus for introducing diagnostic pulses into an analog signal generated by an instrument |
| JPH09210830A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力検出装置 |
| US5777468A (en) * | 1996-12-19 | 1998-07-07 | Texas Instruments Incorporated | Variable differential transformer system and method providing improved temperature stability and sensor fault detection apparatus |
-
1997
- 1997-09-15 US US08/929,514 patent/US6002338A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-04 EP EP98307153A patent/EP0902254B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-04 DE DE69836710T patent/DE69836710T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-07 JP JP10270548A patent/JPH11160116A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69836710T2 (de) | 2007-10-11 |
| US6002338A (en) | 1999-12-14 |
| EP0902254A3 (en) | 2003-03-19 |
| DE69836710D1 (de) | 2007-02-08 |
| EP0902254B1 (en) | 2006-12-27 |
| EP0902254A2 (en) | 1999-03-17 |
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