DE10063996A1 - Sensoranordnung mit Funktionsstörungsdetektor - Google Patents

Abstract

Eine Sensoranordnung enthält eine Sensorschaltung, welche eine physikalische Größe wie einen Druck misst, einen Spannungsdetektor, welcher eine Spannung erfasst, die konkret der Sensorschaltung zugeführt wird, und einen Oszillator, welcher ein oszillierendes Signal erzeugt, wenn der Spannungsdetektor die der Sensorschaltung zugeführte Spannung als abnormal tief beurteilt. Das Sensorsignal und das oszillierende Signal werden einem Kontroller selektiv zugeführt. Der Kontroller steuert verschiedene daran angeschlossene Einrichtungen auf der Grundlage des Sensorsignal, während er eine Funktionsstörung der Sensoranordnung auf der Grundlage entweder eines Signals eines hohen Pegels oder eines Signals eines niedrigen Pegels in dem oszillierenden Signal erfasst. Somit wird die Funktionsstörung der Sensoranordnung ohne Ausfall bzw. Versagen automatisch erfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sen­ soranordnung, welche eine Funktion dahingehend aufweist, dass erfasst wird, ob sie normal arbeitet oder ob eine Funktionsstörung vorliegt. Die Sensoranordnung wird zur Messung einer physikalischen Größe wie eines Drucks, einer Beschleunigung, einer Gierrate oder dergleichen verwendet.

Eine Sensoranordnung zur Messung verschiedener Drücke in einem Automobil wie eines Bremsdrucks oder eines Kraft­ stoffdrucks ist an eine Steuereinrichtung wie eine elektro­ nische Steuereinheit (ECU) angeschlossen, welche den Be­ trieb von verschiedenen Anordnungen auf der Grundlage von Ausgängen der Sensoranordnung steuert. Die Sensoranordnung wird mit einer Spannungsquelle betrieben. Ein Signal, wel­ ches eine erfasste physikalische Größe darstellt, wird in der Sensoranordnung verstärkt und eingestellt und danach der Steuereinrichtung als Spannung zugeführt, welche zu der gemessenen physikalischen Größe proportional ist.

Die Sensoranordnung ist mit der Steuereinrichtung über eine Spannungszuführungsleitung, welche der Sensoranordnung von der Steuereinrichtung eine Spannung zuführt, mit einer Masseleitung und einer Ausgangsleitung verbunden, durch welche die Sensorausgänge der Steuereinrichtung zugeführt werden. Derartige Verbindungsleitungen werden üblicherweise durch Verbindungsglieder, Koppler, durch Löten, Schweißen oder dergleichen verbunden bzw. angeschlossen. Dementspre­ chend besteht eine Möglichkeit, dass derartige Verbindungen locker oder unvollständig werden, wodurch der Kontaktwider­ stand an Verbindungen erhöht wird. Wenn der Widerstand in der Spannungszuführungsleitung oder der Masseleitung sich erhöht, verringert sich die der Sensoranordnung zugeführte Spannung. Dies führt zu einer Funktionsstörung der Sensoranordnung, d. h. die Ausgänge der Sensoranordnung stellen nicht korrekt die zu messende physikalische Größe dar.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben beschriebenen Schwierigkeiten gemacht, und es ist Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Sensoran­ ordnung zu schaffen, bei welcher die Funktionsstörung des Sensors infolge eines Ansteigens des Kontaktwiderstands in den Verbindungsleitungen automatisch erfasst wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Die Sensoranordnung der vorliegenden Erfindung enthält eine Sensorschaltung, einen Spannungsdetektor und einen Os­ zillator. Vorzugsweise sind diese Komponenten alle auf ei­ nem einzigen Halbleitersubstrat gebildet. Die Sensorschal­ tung misst eine physikalische Größe wie einen Druck, eine Beschleunigung, eine Gierrate oder dergleichen und gibt ein Sensorsignal (ein erstes Signal) aus, welches eine gemes­ sene physikalische Größe darstellt. Der Spannungsdetektor erfasst eine Spannung, welche konkret der Sensorschaltung zugeführt wird, und gibt ein Sensorsignal aus, wenn die der Sensorschaltung zugeführte Spannung niedriger als ein vor­ bestimmter Pegel ist. Ein Oszillator erzeugt ein Signal (ein zweites Signal), welches zwischen einem hohen Pegel und einem niedrigen Pegel oszilliert, angesteuert von dem Detektorsignal, welches von dem Spannungsdetektor zugeführt wird. Das zweite Signal zeigt an, dass bei der Sensorschal­ tung eine Funktionsstörung auftritt, da die Sensorschaltung mit einer Spannung arbeitet, die niedriger als ein vorbe­ stimmter Pegel ist.

Das erste Signal, welches ein normales Sensorsignal ist, und das zweite Signal, welches die Funktionsstörung der Sensoranordnung anzeigt, werden selektiv einer Steuer­ einrichtung zugeführt, welche an der Sensoranordnung angeschlossen ist. Die Steuereinrichtung steuert verschiedene daran angeschlossene Anordnungen auf der Grundlage des er­ sten Signals, während sie die Funktionsstörung der Sen­ soranordnung auf der Grundlage des zweiten Signal erfasst.

Der maximale Pegel des ersten Signals ist auf einen Pe­ gel (beispielsweise 4,5 V) festgelegt, welcher niedriger als ein normaler Betriebsspannungspegel (beispielsweise 5,0 V ist), und der minimale Pegel (beispielsweise 0,5 V) ist auf einen Pegel festgelegt, welcher größer als ein Massepegel ist. Der hohe Pegel des zweiten Signals ist auf einen Pegel festgelegt, welcher größer als der maximale Pegel des er­ sten Signals ist, und der niedrige Pegel ist auf einen Pe­ gel festgelegt, welcher kleiner als der minimale Pegel des ersten Signals ist.

Die mit der Sensoranordnung verbundene Steuereinrich­ tung empfängt normalerweise das erste Signal (das Sensorsi­ gnal), während sie das zweite Signal empfängt (das oszil­ lierende Signal, welches die Funktionsstörung der Sensoran­ ordnung anzeigt), wenn die der Sensoranordnung konkret zu­ geführte Spannung kleiner als der vorbestimmte Pegel ist.

Die Wahl zwischen dem ersten Signal und dem zweiten Si­ gnal kann durch eine in der Sensoranordnung gebildete Um­ schalteschaltung erfolgen. Alternativ kann eine Schaltung, die ein Tiefpassfilter, welches lediglich das erste Signal, das eine niedrige Frequenz aufweist, hindurchlässt, und ein Hochpassfilter aufweist, welches lediglich das zweite Si­ gnal mit der hohen Frequenz durchlässt, zum Selektieren der Signale verwendet werden.

Das zweite Signal ist nicht auf einen Spannungspegel festgelegt, sondern oszilliert zwischen dem hohen Pegel und dem niedrigen Pegel, und die Funktionsstörung der Sensoran­ ordnung wird erfasst, wenn entweder das Signal des hohen Pegels oder des niedrigen Pegels erfasst wird. Daher wird die Funktionsstörung der Sensoranordnung hervorgerufen ent­ weder durch einen Spannungsabfall in der Spannungszufüh­ rungsleitung oder durch einen Spannungsanstieg in der Mas­ seleitung sicher ohne ein Versagen oder einen Ausfall er­ fasst.

Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be­ schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine mit einer Steuereinrichtung verbundene Sensoranordnung als Ver­ gleichsbeispiel zu Ausführungsformen der vorliegenden Er­ findung darstellt;

Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm, welches eine mit einer Steuereinrichtung verbundene Sensoranordnung als erste Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm, welches einen Spannungsdetektor darstellt, der in der in Fig. 2 darge­ stellten Sensoranordnung verwendet wird;

Fig. 4 zeigt ein Schaltungsdiagramm, welches einen Os­ zillator darstellt, der in der in Fig. 2 dargestellten Sen­ soranordnung verwendet wird;

Fig. 5 zeigt einen Graphen, welcher Wellenformen eines Sensorausgangs und eines Oszillatorausgangs darstellt; und

Fig. 6 zeigt einen Graphen, welcher Wellenformen eines Tiefpassfilterausgangs und eines Hochpassfilterausgangs in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu realisie­ ren, wurde ein Prototyp einer in Fig. 1 dargestellten Sen­ soranordnung hergestellt und getestet. Dieser Prototyp wird dargestellt und hier beschrieben als Vergleichsbeispiel zu den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Eine Sen­ soranordnung 20 ist über eine Spannungszuführungsleitung P, eine Ausgangsleitung 0 und eine Masseleitung G mit einer Steuereinrichtung 10 verbunden. Ein Widerstand RP stellt einen Kontaktwiderstand in der Spannungszuführungsleitung P dar, und ein Widerstand RG stellt einen Kontaktwiderstand in der Masseleitung G dar.

Ein Spannungszuführungsanschluss PS der Sensoranordnung 20 ist mit einem Spannungszuführungsanschluss PE der Steu­ ereinrichtung 10 über eine Spannungszuführungsleitung P verbunden, durch welche eine Spannung von der Steuerein­ richtung 10 der Sensoranordnung zugeführt wird. Ein Aus­ gangsanschluss OS der Sensoranordnung 20 ist mit einem Ein­ gangsanschluss OE der Steuereinrichtung 10 über die Aus­ gangsleitung O verbunden, durch welche eine Ausgangsspan­ nung der Sensoranordnung 20 der Steuereinrichtung 10 zuge­ führt wird. Ein Masseanschluss GS der Sensoranordnung 20 ist mit einem Masseanschluss GE der Steuereinrichtung über die Masseleitung G verbunden, durch welche sowohl die Sen­ soranordnung 20 als auch die Steuereinrichtung 10 geerdet sind. Eine Betriebsspannung (power source voltage) Vcc wird dem Spannungszuführungsanschluss PE durch einen Regler 11 zugeführt.

Die Sensoranordnung 20 setzt sich zusammen aus einer Sensorschaltung 21, einer Verstärkerschaltung 22, einer Um­ schalteschaltung 23 und einem Spannungsdetektor 24. Die Sensorschaltung 21 ist zwischen dem Spannungszuführungsan­ schluss PS und dem Masseanschluss GS angeschlossen. Der Spannungsdetektor 24 ist ebenfalls zwischen dem Spannungs­ zuführungsanschluss PS und dem Masseanschluss GS ange­ schlossen, um eine Spannung ΔV zu erfassen (eine Differenz zwischen einer Spannung Vps an PS und einer Spannung Vgs an GS), welche der Sensorschaltung 21 zugeführt wird. Der Aus­ gang der Sensorschaltung 21 wird der Verstärkerschaltung 22 durch die Umschalteschaltung 23 zugeführt. Wenn der Span­ nungsdetektor 24 erfasst, dass die der Sensorschaltung 21 zugeführte Spannung ΔV kleiner als ein vorbestimmter Pegel ist, schaltet die Umschalteschaltung 23 das Ausgangssignal von der Sensorschaltung 21 auf einen Signalpegel, welcher außerhalb eines Sensorsignalbereichs liegt, auf der Grund­ lage des Signals um, welches von dem Spannungsdetektor 24 zugeführt wird. Somit wird eine Funktionsstörung der Sen­ soranordnung 20 der Steuereinrichtung 10 angezeigt.

Beispielsweise schaltet die Umschalteschaltung 23 unter der Annahme, dass die Betriebsspannung Vcc 5 V beträgt und der normale Sensorausgang in einem Bereich von 0,5 V bis 4,5 V liegt, das Sensorsignal auf ein Signal eines niedrigen Pegels LL (beispielsweise 4% von ΔV) oder auf ein Signal eines hohen Pegels HL (beispielsweise 96% von ΔV) um, wenn ΔV kleiner als ein vorbestimmter Pegel wird. Mit anderen Worten, es erscheint das Signal LL oder HL an dem Ausgangs­ anschluss OS, wenn die Funktionsstörung in der Sensoranord­ nung 20 erfasst wird. Die Steuereinrichtung 10 erfasst die Funktionsstörung auf einen Empfang des Signals LL oder HL.

Der Spannungsdetektor 24 bestimmt, ob eine Funktions­ störung aufgetreten ist, wenn ΔV außerhalb eines vorbe­ stimmten Spannungsbereichs liegt. In diesem Fall kann je­ doch nicht bestimmt werden, ob die Spannung Vps sich infol­ ge eines Ansteigens des Kontaktwiderstands RP verringert hat oder ob sich die Spannung Vgs infolge eines Ansteigens des Kontaktwiderstands RG erhöht hat. Dies führt zu der folgenden Schwierigkeit. Wenn beispielsweise der Funktions­ störungssignalpegel auf HL festgelegt worden ist (96% von Δ V) und die Spannung ΔV kleiner als der vorbestimmte Pegel (beispielsweise 4,5 V) infolge eines Ansteigens des Kontakt­ widerstands RP wird, wird die Ausgangsanschlussspannung Vos relativ zu dem Massepegel (Vge) zu 4,32 V (= 4,5 V × 96%), was innerhalb des normalen Sensorausgangsbereichs liegt. Wenn die Spannung ΔV kleiner als der vorbestimmte Pegel infolge eines Ansteigens des Kontaktwiderstands PG wird, wird die Ausgangsanschlussspannung Vos relativ zu dem Massepegel (Vge) zu 4,82 V (= 4,5 V × 96% + 0,5 V), was außerhalb des normalen Sensorausgangsbereichs liegt, da die Spannung Vgs um 0,5 V infolge des Ansteigens des Kontaktwiderstands RG ansteigt. Dies bedeutet, dass die Anschlussspannung Vos nicht die Funktionsstörung anzeigen kann, wenn sich Vps verringert, während sie die Funktionsstörung genau anzeigen kann, wenn sich Vgs erhöht.

Wenn andererseits der Funktionsstörungssignalpegel auf LL festgelegt ist (4% von ΔV) und die Spannung ΔV kleiner als der vorbestimmte Pegel (beispielsweise 4,5 V) infolge eines Anwachsens des Kontaktwiderstands RP wird, wird die Ausgangsanschlussspannung Vos relativ zu dem Massepegel (Vge) zu 0,18 V (= 4,5 V × 4%), was außerhalb des normalen Sensorausgangsbereichs liegt. Wenn die Spannung ΔV infolge eines Anwachsens des Kontaktwiderstands RG kleiner als der vorbestimmte Pegel wird, wird die Ausgangsanschlussspannung Vos relativ zu dem Massepegel (Vge) zu 0,68 V (= 4,5 V × 4% + 0,5 V), was innerhalb des normalen Sensorausgangsbereichs liegt, da die Spannung Vgs infolge eines Anwachsens des Kontaktwiderstands RG um 0,5 V ansteigt. Dies bedeutet, dass die Anschlussspannung Vos nicht die Funktionsstörung anzei­ gen kann, wenn Vgs ansteigt, während sie die Funktionsstö­ rung korrekt anzeigt, wenn sich Vps verringert.

Eine erste Ausführungsform der in Fig. 2 bis 5 dar­ gestellten vorliegenden Erfindung ist entwickelt worden, um die in dem oben beschriebenen Vergleichsbeispiel gefundenen Schwierigkeiten zu überwinden. Die Sensoranordnung 20 ist zur Verwendung in einem Automobil vorgesehen und zur Mes­ sung eines Öldrucks in einem Bremssystem, eines Kraftstoff­ drucks in einem Kraftstoffeinspritzsystem oder dergleichen entworfen. Die in Fig. 2 dargestellte Sensoranordnung 20 ist ähnlich der in Fig. 1 dargestellten Sensoranordnung mit der Ausnahme, dass ein Oszillator 25 zwischen dem Spannungsdetektor 24 und der Umschalteschaltung 23 hinzugefügt worden ist. Die Sensoranordnung 20 ist mit der Steuerein­ richtung 10 auf dieselbe Weise wie in dem in Fig. 1 darge­ stellten Vergleichsbeispiel verbunden und arbeitet ähnlich. Daher werden lediglich die Struktur und Funktion beschrie­ ben, welche sich von denjenigen des Vergleichsbeispiels un­ terscheiden.

Die Betriebsspannung Vcc (beispielsweise 12 V) wird der Steuereinrichtung 10 durch einen Regler 11 zugeführt, wel­ cher Vcc in eine Sensorbetriebsspannung Vps (beispielsweise 5 V) umwandelt. Die Sensorschaltung 21 gibt ein erstes Si­ gnal aus, welches einen gemessenen Druck darstellt, und der Oszillator 25 gibt ein zweites Signal aus, welches eine Funktionsstörung der Sensoranordnung 20 hergerufen durch eine Verringerung der Spannung ΔV anzeigt, welche der Sen­ sorschaltung 21 aufgebracht wird. Das erste und das zweite Signal werden durch die Umschalteschaltung 23 selektiv um­ geschaltet und dem Ausgangsanschluss OS durch den Verstär­ ker 22 zugeleitet.

Die Sensorschaltung 21 setzt sich zusammen aus einer Wheatstone-Brücke einschließlich von 4 Eich- bzw. Messwi­ derständen (gauge resistors) wie Diffusionswiderständen, welche auf einem (nicht dargestellten) dünnen Diaphragma eines Siliziumhalbleitersubtrats gebildet werden. Der Os­ zillator 25 gibt ein oszillierendes Signal aus, welches von dem Ausgang des Spannungsdetektors 24 getriggert bzw. ange­ steuert wird, welcher anzeigt, dass die Spannung ΔV kleiner als ein vorbestimmter Pegel geworden ist. Die Sensorschal­ tung 21, die Verstärkerschaltung 22, der Spannungsdetektor 24 und der Oszillator 25 sind alle auf einem einzigen Halb­ leitersubstrat gebildet.

Fig. 3 stellt Details des Spannungsdetektors 24 dar, welcher an dem Oszillator 25 angeschlossen ist. Der Span­ nungsdetektor bestimmt, dass eine Funktionsstörung aufgetreten ist, wenn die Spannung ΔV(Vps - Vgs) kleiner wird als ein vorbestimmter Pegel (beispielsweise 4,6 V). Wie in Fig. 3 dargestellt wird die Spannung ΔV durch Widerstände geteilt, um eine geteilte bzw. aufgeteilte Spannung Vd zu erlangen. Die geteilte Spannung Vd wird mit einer Standard­ spannung Vs, welche von der Spannung ΔV unabhängig ist, in einem Komparator 24a verglichen. Der Komparator 24a gibt ein Funktionsstörungssignal aus, um den Oszillator 25 anzu­ steuern, wenn die Spannung ΔV kleiner als der vorbestimmte Pegel wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird der Betrieb des Oszil­ lators 25 beschrieben. Ein Transistor 25a wird durch das von dem Spannungsdetektor 24 zugeführte Funktionsstörungs­ signal eingeschaltet, und es wird Strom einem Kondensator 25c durch einen Widerstand 25b zugeführt. Der Kondensator 25c wird mit einer durch den Widerstand 25b und den Konden­ sator 25c bestimmten Zeitkonstante geladen. Ein Komparator 25d vergleicht eine Anschlussspannung des Kondensators 25c mit einer Standardspannung 25f. Wenn die Anschlussspannung des Kondensators 25c größer als die Standardspannung 25f ist, gibt der Komparator 25d ein Signal eines hohen Pegels HL (beispielsweise 96% von ΔV) aus, welches einen normalen Sensorausgangsbereich (beispielsweise 0,5 V bis 4,5 V) über­ schreitet. Ein Transistor 25e wird durch das Signal des ho­ hen Pegels HL eingeschaltet, und dadurch wird der Kondensa­ tor 25c durch einen Widerstand 25g mit einer durch den Kon­ densator 25c und den Widerstand 25g bestimmten Zeitkonstan­ ten entladen. Wenn die Anschlussspannung des Kondensators 25c kleiner als die Standardspannung 25f ist, gibt der Kom­ parator 25d ein Signal eines niedrigen Pegels LL (beispielsweise 4% von ΔV) aus, welcher kleiner als der normale Sensorausgangsbereich ist.

Der Oszillator 25 arbeitet wie oben beschrieben und gibt das zweite Signal aus, welches zwischen dem Signal des hohen Pegels HL und dem Signal des niedrigen Pegels LL oszilliert. Die Frequenz und Wellenform des oszillierenden Signals kann durch Wählen der Kapazität des Kondensators 25c und des Widerstandswerts der Widerstände 25d, 25g will­ kürlich festgelegt werden.

Die Umschalteschaltung 23 gibt normalerweise das von der Sensorschaltung 21 zugeführte Sensorsignal (das erste Signal) aus, während sie das oszillierende Signal (das zweite Signal) ausgibt, wenn das oszillierende Signal von dem Oszillator 25 zugeführt wird. Die Ausgänge von der Um­ schalteschaltung 23 sind in Fig. 5 dargestellt. Wenn wie aus dem Graphen von Fig. 5 ersichtlich die Spannung ΔV in­ nerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, gibt die Umschal­ teschaltung 23 den normalen Sensorausgang als das erste Si­ gnal aus. Wenn die Spannung ΔV außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt (wenn bei der Sensoranordnung eine Funkti­ onsstörung vorliegt), gibt die Umschalteschaltung 23 das oszillierende Signal als das zweite Signal aus.

Wenn das zweite Signal, welches die Funktionsstörung der Sensoranordnung 20 anzeigt, auf entweder den hohen Pe­ gel HL oder den niedrigen Pegel LL festgelegt wird, kann die Funktionsstörung unter bestimmten Bedingungen wie oben in Verbindung mit dem Vergleichsbeispiel geschrieben nicht erfasst werden. Da das zweite Signal bei der ersten Ausfüh­ rungsform ein Signal ist, welches zwischen dem Pegel HL und LL oszilliert, wird die Funktionsstörung der Sensoranord­ nung 20 stets ohne Ausfall erfasst. D. h. wenn das Signal des hohen Pegels HL, mit welchem die Funktionsstörung nicht erfasst werden, da es innerhalb des normalen Sensoraus­ gangsbereichs liegt, infolge einer Verringerung von Vps er­ zeugt wird, wird die Funktionsstörung durch das Signals des niedrigen Pegels LL erfasst, welches unmittelbar dem Signal des hohen Pegels HL folgt. Wenn auf ähnliche Weise das Si­ gnal des niedrigen Pegels, mit welchem die Funktionsstörung nicht erfasst werden kann, da es innerhalb des normalen Sensorausgangsbereichs liegt, infolge des Ansteigens von Vgs erzeugt wird, wird die Funktionsstörung durch das Si­ gnal des hohen Pegels HL erfasst, welches unmittelbar dem Signal des niedrigen Pegels folgt. Kurz dargestellt, die Funktionsstörung wird stets durch das zweite Signal er­ fasst, welches zwischen dem Pegel HL und LL oszilliert, wo­ bei keine Abhängigkeit auf Grund der Verringerung von ΔV vorliegt.

Die Steuereinrichtung 10 führt ein periodisches Abta­ sten (beispielsweise mit einem Intervall von 5 bis 10 ms) des von der Sensoranordnung 20 zugeführten Signals durch. Wenn eine Oszillationsperiode des zweiten Signals auf etwa das 1,5-fache des Abtastintervalls festgelegt wird, kann dementsprechend wenigstens ein Signal des hohen Pegels HL oder ein Signal des niedrigen Pegels LL während der dreima­ ligen Abtastoperation erfasst werden.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist ein Tiefpassfilter 12 als erstes Filter und ein Hochpassfilter 13 als zweites Filter an dem Aus­ gangsanschluss OS der Sensoranordnung 20 angeschlossen. Ausgänge der jeweiligen Filter sind an dem Eingangsan­ schluss der Steuereinrichtung 10 angeschlossen. Wie in Fig. 6 dargestellt tritt lediglich das Sensorausgangssignal (das erste Signal) mit einer niedrigen Frequenz durch das Tief­ passfilter 12 hindurch. Demgegenüber tritt lediglich das Funktionsstörungssignal (das zweite Signal) mit einer hohen Frequenz durch das Hochpassfilter 13 hindurch.

Mit anderen Worten, das Sensorsignal wird der Steuer­ einrichtung 10 zugeführt, wenn die Sensoranordnung 20 nor­ mal arbeitet, während das Funktionsstörungssignal zugeführt wird, wenn bei der Sensoranordnung eine Funktionsstörung auftritt. Daher wird das erste Signal, welches durch das Tiefpassfilter 12 hindurchgetreten ist, verwendet, um ver­ schiedene Anordnungen zu steuern, welche mit der Steuereinrichtung 10 verbunden sind, und es wird das durch das Hoch­ passfilter 13 hindurchgetretene zweite Signal dazu verwen­ det, die Funktionsstörung der Sensoranordnung 20 zu erfas­ sen.

Die Umschalteschaltung 23 kann durch eine Schaltung er­ setzt werden, welche sich aus dem Tiefpassfilter 12 und dem Hochpassfilter 13 zusammensetzt.

Die in der Wheatstone-Brücke verwendeten Eich- bzw. Messwiderstände, welche die Sensorschaltung 21 bilden, kön­ nen durch andere Widerstände ersetzt werden. Beispielsweise können aus einem temperaturunempfindlichen Metall wie CrSi gebildete Dünnschichtwiderstände oder andere Sensoren wie Kapazitätssensoren verwendet werden. Obwohl die Sensoran­ ordnung 20 als Drucksensor beschrieben worden ist, kann sie ebenfalls als Beschleunigungssensor, Gierratensensor oder dergleichen verwendet werden.

Vorstehend wurde eine Sensoranordnung mit Funktionsstö­ rungsdetektor offenbart. Die Sensoranordnung (20) enthält eine Sensorschaltung (21), welche eine physikalische Größe wie einen Druck misst, einen Spannungsdetektor (24), wel­ cher eine Spannung (ΔV) erfasst, die konkret der Sensor­ schaltung zugeführt wird, und einen Oszillator (25), wel­ cher ein oszillierendes Signal erzeugt, wenn der Spannungs­ detektor die der Sensorschaltung zugeführte Spannung als abnormal tief beurteilt. Das Sensorsignal und das oszillie­ rende Signal werden einem Kontroller (10) selektiv zuge­ führt. Der Kontroller steuert verschiedene daran ange­ schlossene Einrichtungen auf der Grundlage des Sensorsi­ gnals, während er eine Funktionsstörung der Sensoranordnung (20) auf der Grundlage entweder eines Signals eines hohen Pegels (HL) oder eines Signals eines niedrigen Pegels (LL) in dem oszillierenden Signal erfasst. Somit wird die Funk­ tionsstörung der Sensoranordnung ohne Ausfall bzw. Versagen automatisch erfasst.

Claims (7)

1. Sensoranordnung (20), welche über eine Spannungszufüh­ rungsleitung (P), eine Masseleitung (G) und eine Ausgangs­ leitung (O) an einer Steuereinrichtung (10) angeschlossen ist, mit:
einer Sensorschaltung (21), welche eine physikalische Größe misst, wobei die Sensorschaltung zwischen der Span­ nungszuführungsleitung (P) und der Masseleitung (G) ange­ schlossen ist und ein erstes Signal ausgibt, welches eine gemessene physikalische Größe darstellt;
einem Spannungsdetektor (24), welcher eine Spannung zwischen der Spannungszuführungsleitung und der Masselei­ tung erfasst, wobei der Spannungsdetektor ein Funktionsstö­ rungsignal ausgibt, wenn die erfasste Spannung (ΔV) außer­ halb eines vorbestimmten Bereichs liegt;
einem Oszillator (25), welcher an dem Spannungsdetek­ tor angeschlossen ist und ein zweites Signal, welches zwi­ schen einem Signal eines hohen Pegels (HL) und einem Signal eines niedrigen Pegels (LL) oszilliert, auf den Empfang des Funktionsstörungssignals von dem Spannungsdetektor erzeugt; und
einer Einrichtung (23), welche das erste Signal der Ausgangsleitung in Abwesenheit des zweiten Signals oder, wenn das zweite Signal vorhanden ist, das zweite Signal ausgibt.

2. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass
die Steuereinrichtung (10) verschiedene daran ange­ schlossene Einrichtungen auf der Grundlage des von der Aus­ gangsleitung (O) zugeführten ersten Signals steuert; und
die Steuereinrichtung (10) eine Funktionsstörung der Sensoranordnung (20) auf der Grundlage des zweiten Signals erfasst.

3. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Ausgabeeinrichtung (23) eine Umschalteschaltung ist, welche das erste Signal oder das zweite Signal selek­ tiv ausgibt.

4. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Ausgabeeinrichtung (23) sich aus einem ersten Fil­ ter (12), welches lediglich das erste Signal ausgibt, und einem zweiten Filter (13) zusammensetzt, welches lediglich das zweite Signal ausgibt.

5. Sensoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Sensorschaltung (21), der Spannungsdetektor (24) und der Oszillator (25) auf einem einzigen Halbleiter­ substrat gebildet sind.

6. Sensoranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, dass
das erste Signal derart festgelegt wird, dass es einen maximalen Pegel, welcher kleiner als ein vorbestimmter Spannungspegel der Spannungszuführungsleitung (P) ist, und einen minimalen Pegel aufweist, welcher größer als ein nor­ maler Spannungspegel der Masseleitung (G) ist;
das Signal des hohen Pegels (HL) in dem zweiten Signal auf einen Pegel festgelegt ist, welcher größer als der ma­ ximale Pegel des ersten Signals ist, und das Signal des niedrigen Pegels (LL) in dem zweiten Signal auf einen Pegel festgelegt ist, welcher kleiner als der minimale Pegel des ersten Signals ist; und
die Funktionsstörung der Sensoranordnung (20) erfasst wird, wenn entweder das Signal des hohen Pegels (HL) oder das Signal des niedrigen Pegels (LL) in dem zweiten Signal durch die Steuereinrichtung (10) erfasst wird.

7. Sensoranordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes Filter (12), welches lediglich das erste Signal ausgibt, und ein zweites Filter (13), welches lediglich das zweite Signal ausgibt, wobei beide Filter jeweils an der Ausgangsleitung angeschlossen sind, so dass Ausgänge von beiden Filtern der Steuereinrichtung (10) zugeführt werden.