DE102004014728A1 - Unit for sensing physical quantity - Google Patents

Unit for sensing physical quantity Download PDF

Info

Publication number
DE102004014728A1
DE102004014728A1 DE102004014728A DE102004014728A DE102004014728A1 DE 102004014728 A1 DE102004014728 A1 DE 102004014728A1 DE 102004014728 A DE102004014728 A DE 102004014728A DE 102004014728 A DE102004014728 A DE 102004014728A DE 102004014728 A1 DE102004014728 A1 DE 102004014728A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
output
circuit
signal
supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102004014728A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004014728B4 (de
Inventor
Masahito Kariya Imai
Takeshi Kariya Shinoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102004014728A1 publication Critical patent/DE102004014728A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004014728B4 publication Critical patent/DE102004014728B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L9/00Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
    • G01L9/02Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning
    • G01L9/06Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means by making use of variations in ohmic resistance, e.g. of potentiometers, electric circuits therefor, e.g. bridges, amplifiers or signal conditioning of piezo-resistive devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60TVEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Es wird eine Sensoreinheit zum Erfassen einer physikalischen Größe geschaffen, welche eine erste Spannungsauswerteschaltung, eine zweite Spannungsauswerteschaltung, eine Alarmsignalausgabeschaltung und eine Sensorausgangsschaltung aufweist. Die erste Spannungsauswerteschaltung wertet eine Versorgungsspannung aus, indem sie diese mit einer Referenzspannung vergleicht und ein Störsignal ausgibt, wenn die Versorgungsspannung unter einer ersten vorbestimmten Spannung liegt. Die zweite Spannungsauswerteschaltung, welche in einem niedrigeren Spannungsbereich arbeitet, in welchem die erste Spannungsauswerteschaltung unempfindlich ist, gibt das Störsignal aus, wenn die Versorgungsspannung unter einer zweiten vorbestimmten Spannung liegt. Die Alarmsignalausgabeschaltung gibt ein Alarmsignal als Reaktion auf das Störsignal aus. Die Sensorausgangsschaltung gibt ein Sensorsignal aus und sperrt die Schaltung, derart, dass diese das Sensorsignal als Reaktion auf das Störsignal nicht ausgeben kann, so dass die Alarmsignalausgabeschaltung das Alarmsignal als Reaktion auf das Störsignal vorsieht.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einheit zum Erfassen einer physikalischen Größe und insbesondere eine Einheit zum Erfassen eines hydraulischen Drucks, welche eine Fehlerdiagnosefunktion bezüglich einer fehlerhaften Versorgungsspannung aufweist.
  • Stand der Technik
  • Ein an einem Fahrzeug angebrachtes hydraulisches Bremssystem ist gewöhnlich mit einem Drucksensor versehen, um einen Druck zu erfassen, der von dem System verarbeitet wird. Die Drucksensoreinheit weist beispielsweise eine Anordnung auf, um Druck in einer Bremsleitung durch einen hydraulischen Drucksensor in ein Spannungssignal zu wandeln und das Spannungssignal über beispielsweise eine Pufferschaltung und einen Verstärker an eine externe Steuereinheit wie beispielsweise eine ECU (elektronische Steuereinheit) auszugeben. Bisher sind eine Mehrzahl von hydraulischen Drucksensoren in demselben Bremsleitungssystem angeordnet worden, um eine Zuverlässigkeit der Drucksensoreinheit bezüglich der Erfassung zu verbessern. Unter den Spannungen von jedem hydraulischen Drucksensor werden die Spannungsdifferenzen erfasst, um die Differenzen durch eine externe Steuereinheit mit einem vorbestimmten Wert zur Fehlerdiagnose des hydrauli schen Bremssystems zu vergleichen. Demgegenüber besteht ein aktueller Bedarf an einer Drucksensoreinheit mit einer Fehlerdiagnosefunktion, welche bezüglich der Mehrzahl von hydraulischen Drucksensoren die gleiche Höhe eines Erfassungsvermögens aufweist. Als eine der oben vorgestellten Drucksensoreinheiten ist bisher eine Drucksensoreinheit mit einer Fehlerdiagnosefunktion hergestellt worden, um eine Trennung einer Verkabelung bzw. eines Kabelbaums (gewöhnlich für eine Versorgungsleitung, eine Signalleitung und eine Erdungsleitung), welche die Drucksensoreinheit und die externe Steuereinheit verbindet, und einen fehlerhaften Kontakt an der Verkabelung (z.B. verknüpfendes Verbindungsteil, Lötanteil) zu erfassen. In der Drucksensoreinheit ähnlich der obigen Beschreibung kann eine Anordnung ähnlich der nachstehenden sein. Es wird beispielsweise die Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsleitung und der Erdungsleitung überwacht. Fällt die Differenz unter einen vorbestimmten Wert, wird die externe Steuereinheit bezüglich eines Störereignisses informiert, indem die Ausgangsspannung der Sensoreinheit als ein Störsignal von einem normalen Ausgangsspannungsbereich aus dem normalen Bereich heraus gezielt verschoben wird. Fällt die Spannungsdifferenz unter den vorbestimmten Wert, ist es bei dieser Anordnung jedoch unmöglich, die Ursache des Spannungsabfalls aufzuklären, und zwar, ob der Abfall aufgrund des Spannungsabfalls der Versorgungsleitung (durch Erhöhung der Versorgungsleitungsimpedanz) oder aufgrund der Spannungserhöhung der Erdungsleitung (durch Erhöhung der Erdungsleitungsimpedanz) bewirkt wird. Wird das Störsignal entweder auf eine Oberspannungsseite oder eine Unterspannungsseite eingestellt, führt dies dazu, dass das Störsignal in einen normalen Ausgangsspannungsbereich des Drucksensors fällt, was dazu führt, dass eine Bewertung, ob die Störung stattgefunden hat oder nicht, unmöglich wird.
  • Unter Berücksichtigung des obigen Problems ist die nachstehende Sensoreinheit zum Erfassen einer physikalischen Größe (nachstehend als Sensoreinheit bezeichnet) geschaffen worden (z.B. JP 2001-183164). Die Sensoreinheit weist eine Versorgungsüberwachungsschaltung und eine Oszillatorschaltung auf. Überwacht wird die Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsleitung und der Erdungsleitung. Fällt die Spannungsdifferenz unter einen vorbestimmter Wert, gibt die Versorgungsüberwachungsschaltung ein Störsignal aus und die Oszillatorschaltung nimmt als Reaktion auf das Störsignal den Betrieb auf und gibt abwechselnd zu vorbestimmten Perioden ein Signal mit einem hohem Pegel (nachstehend als H-Pegel-Signal bezeichnet) und ein Signal mit niedrigem Pegel (nachstehend als L-Pegel-Signal bezeichnet) aus.
  • Die garantierte Betriebsspannung des in der JP 2001-183164 offenbarten Sensors zur Erfassung einer physikalischen Größe (nachstehend als Sensor bezeichnet) liegt bei circa 3V. Wird die Versorgungsspannung unter 3V gesenkt, wird es für den Sensor folglich unmöglich, das Störsignal auszugeben. Dies führt dazu, dass ein fehlerhafter Zustand der Versorgungsspannung, welcher durch einen fehlerhaften Kontakt an einem Verbindungsabschnitt der Versorgungsleitung und/oder der Erdungsleitung verursacht wird, nicht in einem großen Spannungsbereich erfasst werden kann, was zu einer geringeren Zuverlässigkeit der Fehlerdiagnosefunktion führt.
  • Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung des Problems geschaffen worden, das vorstehend unter Berücksichtigung des Standes der Technik beschrieben worden ist. Es ist folglich eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Sensoreinheit zu schaffen, welche dazu geeignet ist, einen fehlerhaften Zustand der Versorgungsspannung über einen großen Spannungsbereich zu erfassen, und demgemäß eine Sensoreinheit vorzusehen, welche eine derartige Funktion aufweist, dass ein Fehler in der Einheit in einer zuverlässigen weise bestimmen werden kann.
  • Um die obige Aufgabe zu erzielen, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Alarmeinheit vorgesehen, welche in einem elektrischen System mit einer angelegten Versorgungsspannung enthalten ist, wobei die Alarmeinheit aufweist: eine erste Spannungsauswerteschaltung, welche die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer von der Versorgungsspannung unabhängigen Referenzspannung vergleicht, um dadurch ein Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter einer ersten vorbestimmten Spannung liegt; eine zweite Spannungsauswerteschaltung, welche in einem vorbestimmten Spannungsbereich arbeitet, in welchem die erste Spannungsauswerteschaltung bezüglich ihres Betriebes unempfindlich ist, wobei die Spannungsauswerteschaltung die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer oberen Grenze des vorbestimmten Spannungsbereichs vergleicht, um dadurch das Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter der oberen Grenze liegt, welche kleiner als die erste vorbestimmte Spannung ist; und eine Alarmsignalausgabeschaltung, welche ein Alarmsignal als Reaktion auf das ausgegebene Störzustandssignal ausgibt.
  • Die Konfiguration gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf alle elektrischen Systeme an wendbar, welche eine Energie- bzw. Spannungs- bzw. Stromversorgung aufweisen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Sensoreinheit vorgesehen, welche in einem elektrischen System mit einer angelegten Versorgungsspannung enthalten ist, wobei die Sensoreinheit eine Sensorschaltung aufweist, welche eine physikalische Größe erfasst, um ein Sensorsignal als Reaktion auf die erfasste physikalische Größe auszugeben, wobei die Sensoreinheit aufweist: eine erste Spannungsauswerteschaltung, welche die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer von der Versorgungsspannung unabhängigen Referenzspannung vergleicht, um dadurch ein Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter einer ersten vorbestimmten Spannung liegt; eine zweite Spannungsauswerteschaltung, welche in einem vorbestimmten Spannungsbereich arbeitet, in welchem die erste Spannungsauswerteschaltung bezüglich ihres Betriebes unempfindlich ist, wobei die Spannungsauswerteschaltung die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer oberen Grenze des vorbestimmten Spannungsbereichs vergleicht, um dadurch das Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter der oberen Grenze liegt, welche kleiner als die erste vorbestimmte Spannung ist; und eine Alarmsignalausgabeschaltung, welche eine Alarmsignal als Reaktion auf das ausgegebene Störzustandssignal ausgibt.
  • Vorzugsweise weist die Sensoreinheit gemäß dem zweiten Aspekt ferner eine Ausgangsschaltung auf, die eine Sensorausgangsspannung in Abhängigkeit des von der Sensorschaltung ausgegebenen Sensorsignals ausgibt, wenn die Versorgungsspannung über der ersten vorbestimmten Spannung liegt, und ebenso die Ausgangsschaltung derart sperrt, dass diese die Sensorausgangsspannung als Reaktion auf eine Ausgabe des Störzustandssignals nicht ausgeben kann, so dass die Alarmsignalausgabeschaltung das Alarmsignal vorsieht, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich der ersten vorbestimmten Spannung ist.
  • Die Versorgungsspannung fällt ab, wenn wenigstens entweder die Versorgungsleitung oder die Erdungsleitung, über welche die Sensoreinheit von einem externen Steuersystem mit Energie versorgt wird, an einem Verbindungsabschnitt einen fehlerhaften Kontakt aufweist. Fällt die Versorgungsspannung unter einen vorbestimmten Wert, wird das Störzustandssignal von der ersten Spannungsauswerteschaltung ausgegeben, was dazu führt, dass das Alarmsignal als Reaktion auf das Störzustandssignals von der Ausgangsschaltung ausgegeben wird. Die erste Spannungsauswerteschaltung weist einen Komparator auf, um das Störzustandssignal auf der Grundlage des Vergleichs zwischen der Versorgungsspannung und der von der Versorgungsspannung unabhängigen Referenzspannung auszugeben. Demgemäß wird eine genaue Auswertung durchgeführt, ob die Versorgungsspannung unter der vorbestimmten Spannung liegt oder nicht. Ferner weist das von der Ausgangsschaltung ausgegebene Alarmsignal mit einer vorbestimmten Spanne eine höhere Spannung als die maximale Spannung der auf das Sensorsignal reagierenden Sensorausgangsspannung auf. Das Sensorsignal wird in der Ausgangsschaltung verstärkt. Dies führt dazu, dass sich das Alarmsignal deutlich von der Sensorausgangsspannung unterscheidet, welche von der Ausgangsschaltung ausgegeben wird, was zu einer genauen Erfassung eines fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung führt.
  • Wird die Versorgungsspannung andererseits unter die Betriebspannung des Komparators gesenkt, gibt die zweite Spannungsauswerteschaltung das Störzustandsignal als Reaktion auf den Betrieb eines Schaltelements aus, was dazu führt, dass das Alarmsignal von der Ausgangsschaltung ausgegeben wird. Folglich wird ein fehlerhafter Zustand der Versorgungsspannung durch den Betrieb der ersten Spannungsauswerteschaltung und der zweiten Spannungsauswerteschaltung in einem großen Spannungsbereich erfasst. Demgemäß wird eine zuverlässige Fehlerdiagnosefunktion zum Erfassen eines fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung realisiert.
  • Vorzugsweise kann der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Klemmschaltung aufweisen, welche die Sensorausgangsspannung von der Ausgangsschaltung bei einem sich von der Alarmsignalspannung unterscheidenden Spannungspegel festklemmt. Die Klemmschaltung ist dazu ausgelegt, dass ihr Betrieb stoppt, wenn das Störzustandsignal ausgegeben wird.
  • Die Klemmschaltung, wird derart eingesetzt, dass sie die maximale von der Ausgangsschaltung ausgegebene Spannung unterhalb der Spannung des Alarmsignals mit einer vorbestimmten Spanne festklemmt. Folglich ist eine eindeutige Erfassung im Hinblick auf die Differenz zwischen dem Alarmsignal und der auf das Sensorsignal reagierenden, von der Ausgangsschaltung ausgegebenen Sensorausgangsspannung zu jeder Zeit ausnahmslos erzielt.
  • Der Betrieb der Klemmschaltung wird gestoppt, wenn das Störzustandssignal ausgegeben wird. Folglich kann eine nachteilige Auswirkung der Klemmschaltung auf das Alarmsignal vermieden werden.
  • Ferner vorzugsweise ist die Alarmsignalspannung in dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine ge teilte Spannung, welche durch Teilen einer Ausgangsspannung einer von der Sensoreinheit unabhängigen stabilisierten Energieversorgung mittels Widerstandsverhältnissen zwischen einem Pull-up-Widerstand und einer Mehrzahl von Teilerwiderständen in der Ausgangsschaltung erzeugt wird, wobei der Pull-up-widerstand dazu ausgelegt ist, eine Signalleitung der Ausgangsschaltung und die stabilisierte Energieversorgung zu verbinden.
  • Die geteilte Spannung wird als das Alarmsignal ausgegeben, selbst wenn die Versorgungsspannung einen Wert von fast Null oder nahe Null annimmt.
  • Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist dazu geeignet, auf eine Sensoreinheit angewandt zu werden, welche einen fehlerhaften Zustand ihrer Versorgungsspannung in einem großen Bereich der Versorgungsspannung erfasst.
  • Dies führt dazu, dass ein Alarmsignal, welches einen fehlerhaften Zustand der Versorgungsspannung anzeigt, in einem. großen Spannungsbereich der Versorgungsspannung von einem. Nullpegel bis zu einer vorbestimmten Normalspannung bzw. Normspannung effektive ausgegeben werden kann. Demgemäß kann eine Fehlerdiagnosefunktionszuverlässigkeit einer Sensoreinheit zum Erfassen eines fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung erhöht werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist aus der nachfolgend gegebenen detaillierten Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung deutlicher ersichtlich, welche jedoch nicht genommen werden sollten, um die Erfindung auf die bestimmte Ausfüh rungsform zu beschränken, sondern lediglich zu dem Zwecke der Erklärung und des Verständnisses dient.
  • In der Zeichnung zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm einer Schaltung von der Ausführungsform;
  • 2A eine Draufsicht eines Halbleitersensors von der Ausführungsform;
  • 2B einen Querschnitt eines Halbleitersensors von der Ausführungsform entlang einer Linie A-A aus 2A;
  • 3 ein Blockdiagramm einer Drucksensorschaltung von der Ausführungsform;
  • 4 eine Beziehung zwischen einem von einen hydraulischen Drucksensor erfassten Druck und einer von einer Ausgangsschaltung ausgegebenen Ausgangsspannung;
  • 5 eine Beziehung zwischen einer von einer Ausgangsschaltung ausgegebenen Ausgangsspannung Vout (V) und einer Versorgungsspannung V.
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung und den betreffenden elektrischen Aufbau des Hauptteils einer Drucksensoreinheit für ein an einem Fahrzeug angebrachtes hydraulisches Bremssystem. Die Drucksensoreinheit 1 (entspricht der Sensoreinheit zum Erfassen einer physikalischen Größe) ist wie gezeigt über eine Verdrahtung bzw. Verkabelung mit einer externen Steuereinheit ECU 2 verbunden.
  • 2A und 2B zeigen ein Beispiel eines Aufbaus einer Halbleiterdrucksensoreinheit 101, welche auf der Grundlage eines Konzepts der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist. 2A zeigt eine Draufsicht und 2B einen Querschnitt des Halbleiterdrucksensors 101, wobei der Querschnitt entlang einer Linie A-A in der 2A verläuft.
  • Der Halbleiterdrucksensor 101 ist, wie in 2A gezeigt, auf einem Siliziumsubstrat 104 gefertigt. Das Siliziumsubstrat 104 weist eine N-typ-Epitaxieschicht 104b auf einem P-typ-Siliziumsubstrat 104a auf. Der mittlere Teil des P-typ-Siliziumsubstrats 104a ist verdünnt, und der mittlere Teil und die N-typ-Epitaxieschicht 104b bilden eine dünne Membran 105.
  • Piezowiderstandelemente G1 bis G4 sind auf der dünnen Membran 105 durch Diffundieren einer P-typ-Dotierungssubstanz in der dünnen Membran 105 gefertigt. Wird die Membran belastet, werden die Membran 105 und die Piezowiderstandelemente G1 bis G4 deformiert, was dazu führt, dass sich beispielsweise Widerstände der Piezowiderstandselemente G1 und G2 erhöhen und sich die der G3 und G4 verringern. Die Piezowiderstandelemente G1 bis G4 sind derart verbunden, dass sie eine in 3 gezeigte Brückenschaltung bilden.
  • In der Brückenschaltung wird einem Knotenpunkt der Piezowiderstandelemente G1 und G3 von einer Konstantstromquelle 6 ein Konstantstrom Ia zugeführt. Wird die Membran 105 belastet, erhöht sich die Spannung Vpl an dem Knotenpunkt der Piezowiderstandelemente G1 und G3, und verringert sich demgegenüber an dem Knotenpunkt der Piezowiderstandelemente G2 und G4. Ein Differenzwert Vp1-Vp2 ist nahezu proportional der auf die Membran 105 ausgeübten Belastungsstärke.
  • Die Spannungsdifferenz Vp1-Vp2 wird durch eine Differenzverstärkerschaltung 2 verstärkt und die verstärkte Spannung Vo wird ausgegeben. Es gibt viele Differenzverstärkerschaltungstypen. Die in 3 gezeigte Differenzverstärkerschaltung weist zwei Operationsverstärker OP2 und OP3 und vier Widerstände R3 bis R6 auf. Die Spannungen Vp1 und Vp2 an den Knotenpunkten in der Brückschaltung liegen entsprechend an den nichtinvertierenden Eingangsanschlusspunkten des OP2 und des OP3 an. Die Widerstände R3 bis R6 liegen zwischen dem Ausgangsanschlusspunkt des OP2 und einem wechselseitigen Verbindungsknoten NVref, an dem die Spannung um eine Normspannung Vref höher als die der Erdung ist, in Reihe. Ein Ende des Widerstands R3 ist ebenso mit dem Ausgangsanschlusspunkt des Operationsverstärkers OP2 verbunden und das andere Ende ist mit dem invertierenden Eingangsanschlusspunkt des OP2 verbunden. Ferner ist ein Ende des Widerstands R5 mit dem Ausgangsanschlusspunkt des Operationsverstärkers OP3 verbunden und das andere Ende ist mit dem invertierenden Eingangsanschlusspunkt des OP3 verbunden. Eines der Enden des Widerstands R6 ist mit dem wechselseitigen Verbindungsknoten Nvref verbunden. Die Spannungsdifferenz zwischen dem Ausgangsanschlusspunkt des Operationsverstärkers OP2 und dem wechselseitigen Verbindungsknoten Nvref ist die Ausgangsspannung Vo der Differenzverstärkerschaltung 2. Hat jeder der Widerstände R3 bis R6 den gleichen Wert, wird die Ausgangsspannung Vo = 2(Vp1-Vp2).
  • In der externen Steuereinheit ECU 2 ist eine stabilisierte Energieversorgung 3 dazu vorgesehen, eine Ausgangsspannung der in dem Fahrzeug angebrachten Batterie +B in eine vorbestimmte Spannung (5V in dieser Ausführungsform) zu wandeln. Ein Ausgangsanschlusspunkt P von der stabilisierten Energieversorgung 3 ist über eine Versorgungsleitung L1 mit dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc von der Drucksensoreinheit 1 verbunden. Es sind ebenso ein Signaleingangsanschlusspunkt S, welcher die der erfassten physikalischen Größe (Druck) entsprechenden Sensorausgangsspannung empfängt, und ein Erdungsanschlusspunkt E in der ECU 2 vorgesehen. Es sind ein Signalausgangsanschlusspunkt Q und ein Erdungsanschlusspunkt GND in der Drucksensoreinheit 1 über eine Signalleitung L2 und eine Erdungsleitung L3 mit dem Signaleingangsanschlusspunkt S und dem Erdungsanschlusspunkt E verbunden. Ferner ist der Anschlusspunkt S der ECU 2 über einen Pull-up-Widerstand 4 mit dem Ausgangsanschlusspunkt P der stabilisierten Energieversorgung 3 verbunden.
  • 1 zeigt die Drucksensoreinheit 1, welche aufweist: eine Ausgangsschaltung 5, eine Klemmschaltung 6, eine Versorgungsüberwachungsschaltung 7, eine Sensorschaltung M und eine Verstärkungsschaltung N. Die Ausgangsschaltung 5 weist einen Operationsverstärker 8 auf, welcher die Funktionalität eines invertierenden Verstärkers aufweist, und gibt das verstärkte Spannungssignal Vout an den Signalausgangsanschlusspunkt Q aus. Der Operationsverstärker 8 ist dazu ausgelegt, das Sensorsignal über einen Widerstand 9 (dient als Spannungsteiler) an dem invertierenden Eingangsanschlusspunkt (–) und eine Normspannung (0,5Vcc in dieser Ausführungsform) an dem nichtinvertierenden Eingangsanschlusspunkt (+) zu empfangen. Es ist ebenso ein Widerstand 10 (dient als Spannungsteiler) als negative Rückkopplung mit dem Verstärker 8 verbunden. Obwohl nicht gezeigt, beinhaltet der Verstärker 8 einen Bipolartransistor, welcher einen Open-Kollektor-Ausgangsanschlusspunkt an der Ausgangsstufe aufweist. Der Verstärker 8 ist dazu ausgelegt, den Bipolartransistor gezielt zu sperren (Ausgangssperrfunktion), wenn ein Eingangssignal an dem ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD auf einen L-Pegel (niedriges Niveau) gesenkt wird. Der Verstärker 8 ist ein Operationsverstärkertyp, welcher von einer einzigen Energiequelle versorgt wird. Die Energie wird über den Versorgungsanschlusspunkt +Vcc zugeführt.
  • Ein hydraulischer Drucksensor (nicht gezeigt), welcher dazu ausgelegt ist, den Druck in einer Bremsleitung zu erfassen, arbeitet, wenn Energie über den Versorgungsanschlusspunkt +Vcc zugeführt wird und gibt eine Sensorsignalspannung entsprechend dem erfassten Druck aus. Die Sensorsignalspannung wird über den Widerstand 9 an den invertierenden Eingangsanschlusspunkt (–) des Operationsverstärkers 8 angelegt, nachdem die Sensorsignalspannung in ein Sensorausgangssignal gewandelt worden ist, welches durch eine Verschiebung zu der Niederspannungsseite umgekehrt proportional zum Anstieg des erfassten Drucks gekennzeichnet ist. Das Wandeln der Sensorsignalspannung wird von einer Signalverarbeitungsschaltung durchgeführt, welche beispielsweise eine Differenzverstärkerschaltung aufweist. Der Betrag der Sensorausgangssignalverschiebung zu einer Niederspannungsseite liegt in der Ordnung von 1V. Die Änderung der Sensorsignalspannung des hydraulischen Drucksensors ist direkt proportional zu der Änderung der Versorgungsspannung, und zwar mit dem gleichen Verhältnis zwischen der Sensorsignalspannung und der Versorgungsspannung. Das heißt, die Sensorsignalspannung weist der Versorgungsspannung gegenüber eine ratiometrische Charakteristik auf. Dies führt dazu, dass die Änderung der an den Operationsverstärker 8 anzulegenden Signalausgangsspannung ebenso direkt proportional zu der Änderung der Versor gungsspannung ist. Das heißt, das Sensorausgangssignal ist der Versorgungsspannung gegenüber ebenso ratiometrisch.
  • Eine an dem nichtinvertierenden Eingangsanschlusspunkt (+) des Operationsverstärkers 8 anzulegende Normspannung ist eine geteilte Spannung, welche durch eine Spannungsteilerschaltung unter Verwendung der Versorgungsspannung an dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc erzeugt wird (nicht gezeigt). Die Normspannung wird über eine Pufferschaltung an die nachfolgenden Stufe ausgegeben.
  • Eine Klemmschaltung 6 ist dazu vorgesehen, die von der Ausgangsschaltung 5 ausgegebene Sensorausgangsspannung Vout bei einer vorbestimmten oberen Spannungsgrenze festzuklemmen. Die Klemmschaltung 6 weist eine bekannte Schaltung auf. Die Schaltung 6 weist auf: eine Spannungsteilerschaltung 11 zum Teilen der Versorgungsspannung an dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc; npn-Bipolartransistoren 12 und 13 zum Bilden einer Stromspiegelschaltung; eine Konstantstromschaltung 14; einen npn-Bipolartransistor 15, welcher durch eine von der Spannungsteilerschaltung 11 erzeugten Ausgangsspannung basisvorgespannt ist; einen npn-Bipolartransistor 16 zum Festklemmen der Sensorausgangsspannung, wobei der Transistor 16 durch den Transistor 13 einen Basisstrom zugeführt bekommt; und Widerstände 17, 18 und 19. Der Emitter des Transistors 16 ist mit dem Signalausgangsanschlusspunkt Q verbunden. Der Kollektor des Transistors 16 ist über den Widerstand 19 mit einem Erdungsanschlusspunkt verbunden.
  • In der Klemmschaltung 6, gemäß dem oben beschriebenen Aufbau, wird der Transistor 16 leitend (ON-Zustand), wenn die Spannung an dem Signalausgangsanschlusspunkt Q (Emit terspannung des Transistors 16) über der durch die Spannungsteilerschaltung 11 erzeugten geteilten Spannung liegt. Das Festklemmen wird auf das Einschalten (leitender ON-Zustand) des Transistors 16 hin erzielt. In dieser Ausführungsform ist die Klemmungsspannung von der Klemmschaltung auf eine Spannung eingestellt, die unter einer Fehlerdiagnosesignalspannung (ungefähr 4,6V; dies wird später erläutert; das Fehlerdiagnosesignal entspricht dem Alarmsignal der vorliegenden Erfindung) mit einer vorbestimmten Spanne liegt, wie beispielsweise 4,3V, was 0,3V unter 4,6V liegt.
  • Die Versorgungsüberwachungsschaltung 7 ist zum Überwachen der Versorgungsspannung (Spannung an dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc) vorgesehen. Die Schaltung 7 weist eine erste Spannungsauswerteschaltung 20 und eine zweite Spannungsauswerteschaltung 21 auf.
  • Die erste Spannungsauswerteschaltung weist auf: eine Konstantspannungsquelle 22, welche eine von der Versorgungsspannung unabhängige konstante Spannung erzeugt; eine erste Spannungsteilerschaltung 23, welche eine Normspannung Vref erzeugt, indem sie die Ausgangsspannung von der Schaltung 22 teilt; eine zweite Spannungsteilerschaltung 24, welche eine der Versorgungsspannung proportionale Überwachungsspannung Vd erzeugt; und einen Komparator 25, welcher die Normspannung Vref und die Überwachungsspannung Vd vergleicht. Der Komparator 25 weist einen Operationsverstärkertyp auf, der von einer einzigen Energiequelle versorgt wird, wobei der Operationsverstärker einen Bipolartransistor beinhaltet, der einen Open-Kollektor-Anschlusspunkt in der Ausgangsstufe aufweist. Der Komparator 25 wird über den Versorgungsanschlusspunkt +Vcc mit Energie versorgt.
  • Die erste Spannungsauswerteschaltung 20 ist dazu ausgelegt, ein Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter die untere Grenze der Betriebsspannung (z.B. 5 ± 0,25V) des Operationsverstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 fällt. Unter Berücksichtigung einer Spanne bezüglich eines zufälligen Fehlers wird in dieser Ausführungsform eine in der Versorgungsspannung auftretende und als eine Störung zu bewertenden Spannung auf einen Wert unter 4,5V eingestellt. Dies ist die untere Grenze der vorbestimmten Versorgungsspannung. Mit anderen Worten, die erste Spannungsauswerteschaltung 20 ist dazu ausgelegt, das Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung 10% unter die normale Versorgungsspannung (5V) fällt, d.h. die untere Grenze der vorbestimmten Versorgungsspannung.
  • Der Komparator 25 wird praktisch wie folgt konfiguriert. Der Transistor in der Ausgangsstufe des Komparators 25 sperrt (OFF-Zustand), wenn Vref ≤ Vd ist, was dazu führt, dass der Komparator 25 einen hochohmigen Zustand annimmt. Demgegenüber wird der Transistor in der Ausgangsstufe leitend (ON-Zustand), wenn Vref > Vd ist, was dazu führt, dass der Komparator 25 in einen niederohmigen Zustand geschaltet wird, was einen Störzustand anzeigt. Um diesen Schaltvorgang durchzuführen, wird die Beziehung zwischen der Normspannung Vref und der Überwachungsspannung Vd derart eingestellt, dass Vref > Vd ist, wenn die Versorgungsspannung unter 4,5V gesenkt wird. In einer in der Praxis umgesetzten Schaltung weist der Komparator 25 einen Rückkopplungswiderstand auf, um eine Hysterese aufzuweisen.
  • Der Ausgangsanschlusspunkt (Kollektor des Transistors in der Ausgangsstufe) des Komparators 25 ist mit dem ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD des Operationsverstär kers 8 in der Ausgangsschaltung 5 und den Basen der Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 verbunden. Demgemäß gibt der Komparator 25 ein dem Störzustand entsprechendes L-Pegel-Signal (Erdungsspannung + Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung, nachstehend als "VCEsat" bezeichnet; von dem Ausgangsstufentransistor) aus, wenn eine Störung in der Versorgungsspannung aufgetreten ist (in dem Fall, in dem die Versorgungsspannung unter 4,5V liegt). Danach wird ein Eingangssignal zu dem ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD des Verstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 auf den L-Pegel gesenkt, was dazu führt, dass der Verstärker 8 in einen Ausgabesperrzustand geschaltet wird. Zusätzlich werden die Basisspannungen der Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 auf den L-Pegel gesenkt, und der Betrieb der Transistoren 12 und 13 wird gezielt gestoppt, was dazu führt, dass der Betrieb der Klemmschaltung 6 gestoppt wird.
  • Die erste Spannungsauswerteschaltung 20 gemäß der obigen Konfiguration ist dazu geeignet, den Störzustand der Versorgungsspannung genau auszuwerten, wenn die Versorgungsspannung unter 4,5V fällt. Der den Komparator 25 bildende Operationsverstärker arbeitet jedoch nicht, wenn die Versorgungsspannung unter circa 1,4V fällt, weil dies außerhalb des Betriebsbereichs des Verstärkers liegt. wird die Versorgungsspannung unter 1,4V gesenkt, wird folglich das Auswerten des Störzustands unmöglich. Aus diesem Grund und dem obigen Problem entgegenwirkend, wird die zweite Spannungsauswerteschaltung 21 eingesetzt.
  • Die zweite Spannungsauswerteschaltung 21 ist dazu ausgelegt, das Störzustandsignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter beispielsweise 2V abgesenkt wird, welches eine Spannung ist, die sich aus dem Hinzufügen einer vorbestimmten Spanne zu der unteren Grenze der Betriebsspannung des Operationsverstärkers ergibt. Die Schaltung 21 weist auf: eine Spannungsteilerschaltung 26, welche eine erste Serienschaltung aus beispielsweise drei Dioden 26a und Widerstände 26b und 26c in Serie zueinander zwischen dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc und dem Erdungsanschlusspunkt aufweist; eine zweite Serienschaltung, welche parallel zu der Spannungsteilerschaltung 26 liegt und einen Widerstand 27 und einem Kollektor-Emitterpfad eines npn-Bipolartransistors 28 aufweist; und eine dritte Serienschaltung, welche ebenso parallel zu der Spannungsteilerschaltung 26 liegt und einen Widerstand 29 und einen Kollektor-Emitterpfad eines npn-Bipolartransistors 30 (entspricht einem Schaltelement) aufweist. Die Basis des Transistoren 28 ist zusätzlich mit dem Ausgangsanschlusspunkt (gemeinsamer Knotenpunkt der widerstände 26b und 26c) von der Spannungsteilerschaltung 26 verbunden, und die Basis des Transistors 30 ist mit dem Kollektor des Transistors 28 verbunden.
  • Die Teilerschaltung 26 ist gemäß nachstehender Beschreibung konfiguriert. Liegt die Versorgungsspannung über 2V, gibt die Spannungsteilerschaltung 26 eine geteilte Spannung aus, die über der Spannung der unteren Grenze liegt, um den Transistor 28 in einen leitenden Zustand (ON-Zustand) zu schalten, und wird die Versorgungsspannung unter 2V gesenkt, gibt die Schaltung 26 die geteilte Spannung aus, um den Transistor 28 zu sperren (OFF-Zustand). Demgemäß wird der Transistor 30 leitend (ON-Zustand) gehalten, wenn die Versorgungsspannung über 2V liegt und das H-Pegel-Signal (der gleiche Spannungspegel an dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc) wird von dem Kollektor des Transistors 30 ausgegeben. Wird die Versorgungsspannung unter 2V gesenkt, wird von dem Kollektor des Transistors 30 jedoch ein L-Pegel-Signal (Erdungsspannung + VCEsat des Transistors 30) ausgegeben, weil der Transistor als Reaktion auf das Sperren (OFF-Zustand) des Transistors 28 leitend (ON-Zustand) wird.
  • Der Kollektor des Transistors 30, d.h. der Signalausgangsanschlusspunkt der zweiten Spannungsauswerteschaltung 21, ist mit dem ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD des Operationsverstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 und den Basen der Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 verbunden. Erfasst die zweite Spannungsauswerteschaltung 21 eine auftretende Störung (in dem Fall, in dem die Versorgungsspannung unter 2V liegt), wird demgemäß der Operationsverstärker 8 in der Ausgangsschaltung 5 in einen Ausgabesperrzustand geschaltet, und zwar als Reaktion auf das L-Pegel-Störzustandssignals, welches von dem Kollektor des Transistors 30 ausgegeben wird, wobei zur gleichen Zeit die Klemmschaltung 6 als Reaktion auf die Basisspannungen der Transistoren 12 und 13, welche auf einen L-Pegel gesenkt worden sind, den Betrieb stoppt.
  • Unter Bezugnahme auf 4 werden nachstehend die Funktionen der obigen Schaltungen beschrieben. Die Figur zeigt eine Beziehung zwischen dem durch den hydraulischen Drucksensor erfassten Druck und der Sensorausgangsspannung Vout von der Ausgangsschaltung 5.
  • Wenn die ECU 2 mit Energie versorgt wird, wird die Ausgangsspannung (die Spannung ist 5V) der stabilisierten Energieversorgung 3 zwischen dem Versorgungsanschlusspunkt +Vcc und dem Erdungsanschlusspunkts GND über die Versorgungsleitung L1 und die Erdungsleitung L3 an das Drucksensorsystem 1 angelegt, um dadurch das Drucksensorsystem 1 einzuschalten. Sind die Versorgungsleitung L1 und die Erdungsleitung L3 normal verbunden, ist die Spannung an dem Anschlusspunkt +Vcc in der Drucksensoreinheit 1 gleich 5V. Während der normalen Zustände wird die Sensorausgangsspannung Vout, welche ein invertiertes und verstärktes Signal des Sensorausgangssignals (das Sensorausgangssignal verschiebt sich zu einer Minusseite, und zwar umgekehrt proportional zum Anstieg des erfassten Drucks) ist, von der Ausgangsschaltung 5 ausgegeben. Wie in 4 gezeigt, steigt die Sensorausgangsspannung Vout proportional zum Anstieg des erfassten Drucks. Die Sensorausgangsspannung Vout wird jedoch bei 4.3V durch die Klemmschaltung 6 festklemmt, um nicht über 4,3V hinaus zu steigen.
  • Weisen die Versorgungsleitung L1 und/oder die Erdungsleitung L3 demgegenüber einen fehlerhaften Kontakt an einem Verbindungsteil auf und wird daraus folgend die Versorgungsspannung der Drucksensoreinheit 1 unter 4,5V gesenkt, wird die Versorgungsspannung durch die erste Spannungsauswerteschaltung 20 in der Versorgungsüberwachungsschaltung 7 als ein vorhandener Störzustand gedeutet. Daraufhin gibt der Komparator 25 in der ersten Spannungsauswerteschaltung 20 das Störzustandssignal (L-Pegel-Signal) aus. Das Störzustandssignal wird dem ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD des Operationsverstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 und den Basen der Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 zugeführt. Demgemäß wird der Transistor in der Ausgangsstufe des Verstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 gezielt gesperrt (OFF-Zustand), was dazu führt, dass der Verstärker 8 in den Ausgabesperrzustand geschaltet wird. Die Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 werden ebenso gezielt gesperrt (OFF-Zustand), was dazu führt, dass der Transistor 16 gesperrt (OFF-Zustand) gehalten wird, was dazu führt, dass der Betrieb der Klemmschaltung 6 stoppt.
  • Die Spannung an dem Signalausgangsanschlusspunkt Q wird beim Sperren des Transistors in der Ausgangstufe des Operationsverstärkers 8 (der Open-Kollektor-Ausgangsanschlusspunkt ist im hochohmigen Zustand) in eine geteilte Spannung umgeschaltet, die durch Teilen der Spannungsdifferenz zwischen der Ausgangsspannung (5V) der stabilisierten Energieversorgung 3 und der Eingangsspannung des invertierten Eingangsanschlusspunkts (–) in dem Verstärker 8 erzeugt wird, und zwar durch einen Pull-up-widerstand 4 in der ECU 2, und einen Eingangswiderstand 9 und einen Rückkopplungswiderstand 10 in der Ausgangsschaltung 5. In dieser Ausführungsform sind die Widerstandverhältnisse zwischen dem Pull-up-Widerstand 4, dem Eingangswiderstand 9 und dem Rückkopplungswiderstand 10 dazu ausgelegt, dass die Spannung an dem Signalausgangsanschlusspunkt Q gleich 4,6V wird, wenn das Sensorausgangssignal gleich OV (Null Volt) ist. Wird die Versorgungsspannung der Drucksensoreinheit 1 unter 4,5V gesenkt, wird dann das Spannungssignal von circa 4,6V, d.h. ein eine aufgetretene Störung anzeigendes Fehlerdiagnosesignal (entspricht einem fehlerbedingten Signal) an die ECU 2 gegeben. Das Fehlerdiagnosesignal mit einer vorbestimmten Spanne (ungefähr 0,3V) weist eine höhere Spannung als die maximale Sensorausgangsspannung Vout (4,3V) auf.
  • Ferner wird der Transistor 30 in der zweiten Spannungsauswerteschaltung 21 leitend (ON-Zustand), wenn die Versorgungsspannung der Drucksensoreinheit 1 unter 2V fällt, und das Störzustandssignal wird von der Schaltung 21 ausgegeben. Danach wird das Störzustandssignal an den ausgabegesperrten Anschlusspunkt FD des Operationsverstärkers 8 in der Ausgangsschaltung 5 und an die Basen der Transistoren 12 und 13 in der Klemmschaltung 6 ausgegeben. Dies führt dazu, dass der Operationsverstärker 8 in der Ausgangsschaltung 5 in einen Ausgabesperrzustand geschaltet wird und ebenso die Klemmschaltung 6 den Betrieb stoppt. Demgemäß wird das Fehlerdiagnosesignal an die ECU 2 gegeben.
  • Durch die vorliegende Erfindung werden die folgenden Vorteile erzielt. Die erste Spannungsauswerteschaltung 20 weist den Komparator 25 auf. Der Komparator 25 ist dazu ausgelegt, dass er das Störzustandssignal auf der Grundlage des Vergleichs zwischen der Überwachungsspannung Vd und der konstanten Normspannung Vref ausgibt. Die Spannung Vd wird durch Teilen der Versorgungsspannung erzeugt. Die Spannung Vref ist ferner von der Versorgungsspannung unabhängig. Dies führt dazu, dass eine genaue Auswertung, ob die Versorgungsspannung unter die vorbestimmte Spannung (4,5V) fällt oder nicht, ermöglich wird. Ferner weist die von der Ausgangsschaltung 5 ausgegebene Fehlerdiagnosespannung mit einer vorbestimmten Spanne (ungefähr 0,3V) eine höhere Spannung (ungefähr 4,6V) als das Maximum der Sensorausgangsspannung Vout (4,3V) auf. Die Spannung Vout wird ausgegeben, nachdem das Sensorausgangssignal in der Ausgangsschaltung 5 verstärkt worden ist. Demgemäß ist es möglich, das Fehlerdiagnosesignal klar von der Sensorausgangsspannung Vout zu unterscheiden, was zu einer zuverlässigen Erfassung des fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung führt.
  • Weil die Klemmschaltung 6 derart eingesetzt wird, dass sie die von der Ausgangsschaltung 5 ausgegebene Sensorausgangsspannung Vout bei einer oberen Spannungsgrenze festklemmt, ist es immer möglich, das Fehlerdiagnosesignal von der Sensorausgangsspannung Vout unumschränkt zu unterscheiden. Zusätzlich hat die Klemmschaltung keine unerwünschte Auswirkung auf die Spannung des Fehlerdiagnosesignals, da die Klemmschaltung den Betrieb stoppt, wenn das Fehlerdiagnosesignal ausgegeben worden ist.
  • Ebenso wird das Störzustandssignal von der zweiten Spannungsauswerteschaltung 21 als Reaktion auf den Betrieb des Transistors 30 in der Schaltung 21 ausgegeben, wenn die Versorgungsspannung unter den Betriebsbereich (2V) des Komparators 25 fällt. Dies führt dazu, dass das Fehlerdiagnosesignal von der Ausgangsschaltung 5 ausgegeben wird. Demgemäß ist es möglich, ein fehlerhaftes Signal der Versorgungsspannung effektive in einem großen Spannungsbereich zu erfassen, um dadurch eine zuverlässige Fehlerdiagnose zum Erfassen eines fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung zu erzielen.
  • In dieser Ausführungsform wird die geteilte Spannung, welche durch Teilen der Ausgangsspannung der stabilisierten Energieversorgung 3 in der ECU 2 mittels des Pull-up-Widerstands 4 in der ECU 2, und des Eingangswiderstands 9 und des Rückkopplungswiderstands 10 in der Ausgangsschaltung 5 erzeugt wird, als das Fehlerdiagnosesignal ausgegeben, wenn der Open-Kollektor-Ausgangsanschlusspunkt der Ausgangsschaltung 5 in einen hochohmigen Zustand geschaltet wird. Danach wird die geteilte Spannung als das Fehlerdiagnosesignal unter Verwendung der stabilisierten Energieversorgung 3 in der ECU 2 ausgegeben, selbst wenn die Versorgungsspannung derart gesenkt wird, dass sie einen Wert nahe Null aufweist. Demgemäß kann das Fehlerdiagnosesignal effektive und in einem großen Bereich ausgegeben werden, welcher in einem Bereich von nahe Null bis zu einer vorbestimmten Spannung der Versorgungsspannung liegt. Dies führt dazu, dass eine zuverlässige Fehlerdiagnose zum Erfassen eines fehlerhaften Zustands der Versorgungsspannung erzielt werden kann.
  • (Ausgestaltungen)
  • Die vorliegende Erfindung kann in anderen speziellen Ausgestaltungen realisiert werden, ohne von dem Geist oder den wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die vorliegende Erfindung ist deshalb in jeder Hinsicht als beispielhaft und nicht beschränkend anzusehen, wobei der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eher durch die beigefügten Ansprüche als durch die vorhergehende Beschreibung gekennzeichnet ist und alle Änderungen, welche den gleichen Sinngehalt aufweisen und in einen Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, deshalb als darin miteinbezogen verstanden werden sollen. Es ist Fachleuten möglich, viele weitere modifizierte oder verbesserte Ausführungsformen zu realisieren.
  • Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Drucksensoreinheit beschränkt, die auf das an einem Fahrzeug angebrachte hydraulische Bremssystem angewandt wird. Die Erfindung ist ebenso auf viele andere Sensoreinheiten anwendbar, welche das Sensorausgangssignal als Reaktion auf die erfasste physikalische Größe verwenden. Die Klemmschaltung kann bei Bedarf verwendet/angeordnet werden. Es ist ebenso offensichtlich, dass die Schaltungsanordnung in der Ausgangsschaltung 5 nicht auf den Typ des Operationsverstärkers 8 beschränkt ist, welcher die Funktionalität eines invertierenden Verstärkers aufweist.

Claims (9)

  1. Alarmeinheit, welche in einem elektrischen System mit einer angelegten Versorgungsspannung enthalten ist, wobei die Alarmeinheit aufweist: – eine erste Spannungsauswerteschaltung, welche die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer von der Versorgungsspannung unabhängigen Referenzspannung vergleicht, um dadurch ein Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter einer ersten vorbestimmten Spannung liegt; – eine zweite Spannungsauswerteschaltung, welche in einem vorbestimmten Spannungsbereich arbeitet, in welchem die erste Spannungsauswerteschaltung bezüglich ihres Betriebes unempfindlich ist, wobei die zweite Spannungsauswerteschaltung die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer oberen Grenze des vorbestimmten Spannungsbereichs vergleicht, um dadurch das Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter der oberen Grenze liegt, welche kleiner als die erste vorbestimmte Spannung ist; und – eine Alarmsignalausgabeschaltung, welche ein Alarmsignal als Reaktion auf das ausgegebene Störzustandssignal ausgibt.
  2. Sensoreinheit, welche in einem elektrischen System mit einer angelegten Versorgungsspannung enthalten ist, wobei die Sensoreinheit eine Sensorschaltung aufweist, welche eine physikalische Größe erfasst, um ein Sensorsignal als Reaktion auf die erfasste physikalische Größe auszugeben, wobei die Sensoreinheit aufweist: – eine erste Spannungsauswerteschaltung, welche die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer von der Versorgungsspannung unabhängigen Referenzspannung vergleicht, um dadurch ein Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter einer ersten vorbestimmten Spannung liegt; – eine zweite Spannungsauswerteschaltung, welche in einem vorbestimmten Spannungsbereich arbeitet, in welchem die erste Spannungsauswerteschaltung bezüglich ihres Betriebes unempfindlich ist, wobei die zweite Spannungsauswerteschaltung die Versorgungsspannung derart auswertet, dass sie die Versorgungsspannung mit einer oberen Grenze des vorbestimmten Spannungsbereichs vergleicht, um dadurch das Störzustandssignal auszugeben, wenn die Versorgungsspannung unter der oberen Grenze liegt, welche kleiner als die erste vorbestimmte Spannung ist; und – eine Alarmsignalausgabeschaltung, welche ein Alarmsignal als Reaktion auf das ausgegebene Störzustandssignal ausgibt.
  3. Sensoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Ausgangsschaltung aufweist, die: – eine Sensorausgangsspannung in Abhängigkeit eines von der Sensorschaltung ausgegebenen Sensorsignals ausgibt, wenn die Versorgungsspannung über der ersten vorbestimmten Spannung liegt, und – die Ausgangsschaltung derart sperrt, dass diese die Sensorausgangsspannung als Reaktion auf eine Ausgabe des Störzustandssignals nicht ausgeben kann, so dass die Alarmsignalausgabeschaltung das Alarmsignal vorsieht, wenn die Versorgungsspannung kleiner oder gleich der ersten vorbestimmten Spannung ist.
  4. Sensoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmsignalspannung derart eingestellt ist, dass sie über einer maximalen Spannung der Sensorausgangsspannung von der Ausgangsschaltung liegt, wobei die Alarmsignalspannung eine vorbestimmte Spanne über der maximalen Spannung aufweist.
  5. Sensoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit ferner eine Klemmschaltung aufweist, welche die Sensorausgangsspannung von der Ausgangsschaltung bei einem sich von der Alarmsignalspannung unterscheidenden Spannungspegel festklemmt.
  6. Sensoreinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der sich von der Alarmsignalspannung unterscheidende Spannungspegel derart eingestellt ist, dass er unter der Alarmsignalspannung mit einer vorbestimmten Spanne liegt.
  7. Sensoreinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmschaltung dazu ausgelegt ist, dass ihr Betrieb stoppt, wenn das Störzustandssignal ausgegeben wird.
  8. Sensoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmsignalspannung eine geteilte Spannung ist, welche durch Teilen einer Ausgangsspannung einer von der Sensoreinheit unabhängigen stabilisierten Energieversorgung mittels Widerstandsverhältnissen zwi schen einem Pull-up-Widerstand und einer Mehrzahl von Teilerwiderständen in der Ausgangsschaltung erzeugt wird, wobei der Pull-up-Widerstand dazu ausgelegt ist, eine Signalleitung der Ausgangsschaltung und die stabilisierte Energieversorgung zu verbinden.
  9. Sensoreinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Alarmsignalspannung eine geteilte Spannung ist, welche durch Teilen einer Ausgangsspannung einer von der Sensoreinheit unabhängigen stabilisierten Energieversorgung mittels Widerstandsverhältnissen zwischen einem Pull-up-Widerstand und einer Mehrzahl von Teilerwiderständen in der Ausgangsschaltung erzeugt wird, wobei der Pull-up-Widerstand dazu ausgelegt ist, eine Signalleitung der Ausgangsschaltung und die stabilisierte Energieversorgung zu verbinden.
DE102004014728A 2003-03-25 2004-03-25 Einheit zum Erfassen einer physikalischen Größe Expired - Fee Related DE102004014728B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003/82646 2003-03-25
JP2003082646A JP4296811B2 (ja) 2003-03-25 2003-03-25 物理量センサ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004014728A1 true DE102004014728A1 (de) 2004-11-11
DE102004014728B4 DE102004014728B4 (de) 2013-03-14

Family

ID=32985011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004014728A Expired - Fee Related DE102004014728B4 (de) 2003-03-25 2004-03-25 Einheit zum Erfassen einer physikalischen Größe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7098799B2 (de)
JP (1) JP4296811B2 (de)
CN (1) CN1260550C (de)
DE (1) DE102004014728B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030612A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-11 Infineon Technologies Ag Halteeinrichtung für ein Sensorsignal, Verfahren zum Weiterleiten eines Sensorsignals und Computerprogramm
DE102005063616B3 (de) * 2005-06-30 2015-09-10 Infineon Technologies Ag Halteeinrichtung für ein Sensorsignal und Verfahren zum Weiterleiten eines Sensorsignals

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007068348A (ja) * 2005-08-31 2007-03-15 Sanyo Electric Co Ltd モータ速度制御回路
JP4914591B2 (ja) * 2005-08-31 2012-04-11 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド モータ速度制御回路
JP4929783B2 (ja) * 2006-03-27 2012-05-09 富士通株式会社 電源監視装置
JP4761080B2 (ja) * 2008-02-01 2011-08-31 Tdk株式会社 電流センサと電子制御ユニットとの間の断線検知システム
JP2010107331A (ja) * 2008-10-30 2010-05-13 Denso Corp 物理量検出装置および物理量検出システム
CN101799487B (zh) * 2009-02-06 2014-09-03 华为技术有限公司 一种检测电源电压波动的方法和设备
DE102009029168B4 (de) * 2009-09-03 2014-03-20 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung zur Erfassung einer physikalischen Messgröße
US8442787B2 (en) * 2010-04-30 2013-05-14 Infineon Technologies Ag Apparatus, sensor circuit, and method for operating an apparatus or a sensor circuit
CN102310851B (zh) * 2010-06-30 2014-07-16 上海汽车集团股份有限公司 信号转换器以及使用该信号转换器的汽车制动报警系统
CN102596642B (zh) * 2010-10-28 2015-07-29 丰田自动车株式会社 车辆用制动装置及控制装置
JP5768016B2 (ja) 2012-07-25 2015-08-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 センサ装置
US9494658B2 (en) * 2013-03-14 2016-11-15 Flextronics Ap, Llc Approach for generation of power failure warning signal to maximize useable hold-up time with AC/DC rectifiers
JP6245844B2 (ja) * 2013-05-21 2017-12-13 Ntn株式会社 センサユニット
FR3007134B1 (fr) * 2013-06-17 2018-11-16 Auxitrol S.A. Systeme de mesure de pression discriminant une panne d'une surpression ou d'une depression
CN106461489B (zh) * 2014-03-27 2019-06-14 西铁城精密器件株式会社 压力检测装置的断线检测电路
JP6457734B2 (ja) * 2014-04-24 2019-01-23 ローム株式会社 半導体装置
CN105987691B (zh) * 2015-03-16 2021-02-05 精工爱普生株式会社 电路装置、物理量检测装置、电子设备以及移动体
JP6500690B2 (ja) * 2015-08-11 2019-04-17 富士電機株式会社 半導体物理量センサ装置
JP6581443B2 (ja) * 2015-09-04 2019-09-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 センサ装置
EP3413283B1 (de) * 2016-02-03 2020-09-30 Nabtesco Corporation Messvorrichtung
CH713460A2 (de) * 2017-02-15 2018-08-15 Digi Sens Ag Schwingsaitensensor und Schwingsaite für einen Schwingsaitensensor.
CN111196227B (zh) * 2018-11-19 2021-09-07 宝沃汽车(中国)有限公司 传感器信号监控方法、装置及车辆
KR20200078992A (ko) * 2018-12-24 2020-07-02 (주)엘센 압력센서를 이용한 스마트 센싱시스템
JP7403238B2 (ja) * 2019-05-31 2023-12-22 日立Astemo株式会社 電子回路およびセンサシステム
CN113449272B (zh) * 2021-07-16 2023-07-18 深圳市智微智能科技股份有限公司 计算机自动识别预警电路

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1439929A (en) * 1972-07-14 1976-06-16 Lucas Electrical Ltd Road vehicle anti-skid braking systems
US4186390A (en) * 1976-08-30 1980-01-29 Electro Signal Lab, Inc. Battery powered smoke detector
US4316097A (en) * 1979-12-14 1982-02-16 Reynolds William R Backup power circuit
JPS60119470A (ja) 1983-12-01 1985-06-26 Ricoh Co Ltd 電源電圧異常検知回路
JPS60121931A (ja) * 1983-12-06 1985-06-29 富士写真フイルム株式会社 直流電源装置
US4618857A (en) * 1984-06-20 1986-10-21 Harvey W. Dubois Low D.C. and loss of A.C. sensor and alarm with service inhibitor
JPS61191630A (ja) 1985-02-20 1986-08-26 Toyo Soda Mfg Co Ltd クロロプレンの製造法
JP2820530B2 (ja) * 1989-09-28 1998-11-05 エンドレス ウント ハウザー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー センサ信号を処理するための装置
US4990885A (en) * 1989-10-11 1991-02-05 Navistar International Transportation Corp. Auxiliary battery monitor
US5075620A (en) * 1990-06-29 1991-12-24 Hastings Fiber Glass Products, Inc. Hot line indicator
WO1995033190A1 (fr) * 1994-05-30 1995-12-07 Nagano Keiki Seisakusho, Ltd. Capteur de pression residuelle et son appareil de controle
JPH1114663A (ja) * 1997-06-27 1999-01-22 Mitsubishi Electric Corp 物理量センサ
JP4103280B2 (ja) 1999-12-24 2008-06-18 株式会社デンソー 力学量センサ装置
DE10234181B3 (de) * 2002-07-26 2004-04-08 Infineon Technologies Ag Adaptive Spannungsüberwachung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005030612A1 (de) * 2005-06-30 2007-01-11 Infineon Technologies Ag Halteeinrichtung für ein Sensorsignal, Verfahren zum Weiterleiten eines Sensorsignals und Computerprogramm
US7369969B2 (en) 2005-06-30 2008-05-06 Infineon Technologies Ag Holding device for a sensor signal, method for forwarding a sensor signal and computer program
DE102005030612B4 (de) * 2005-06-30 2014-09-11 Infineon Technologies Ag Halteeinrichtung für ein Sensorsignal, Verfahren zum Weiterleiten eines Sensorsignals und Computerprogramm
DE102005063616B3 (de) * 2005-06-30 2015-09-10 Infineon Technologies Ag Halteeinrichtung für ein Sensorsignal und Verfahren zum Weiterleiten eines Sensorsignals

Also Published As

Publication number Publication date
DE102004014728B4 (de) 2013-03-14
JP2004294069A (ja) 2004-10-21
CN1532526A (zh) 2004-09-29
US20040189480A1 (en) 2004-09-30
CN1260550C (zh) 2006-06-21
JP4296811B2 (ja) 2009-07-15
US7098799B2 (en) 2006-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004014728B4 (de) Einheit zum Erfassen einer physikalischen Größe
DE4015625C2 (de) Transistor mit Stromerfassungsfunktion, wobei der Stromerfassungswiderstand temperaturkompensiert ist
DE10131229B4 (de) Eine physikalische Größe erfassender Sensor
DE4400437C2 (de) Halbleitersensorvorrichtung
DE19526435B4 (de) Schaltungsanordnung zur Fehlerstromerkennung
DE10053188A1 (de) Sensor für eine physikalische Grösse mit Diagnosefunktion
DE102020105094A1 (de) Intelligenter halbleiterschalter
DE102005016127B4 (de) Sensorsystem
DE102011015498B4 (de) Eingangsschaltung für eine Eingangsbaugruppe und Verfahren zum Betreiben einer Eingangsschaltung
DE19814097C1 (de) Anordnung zur redundanten Spannungsversorgung von Zweileiter-Meßumformern
EP0920610B1 (de) Signalverarbeitungsschaltung für zustandssignale eines resistiven foliendrucksensors
DE102007059365A1 (de) Elektronische Überwachungsschaltung zur Überwachung der elektrischen Verbindung von mindestens zwei Geräten
DE4241822C2 (de) Schaltungsanordnung zur Fehlererkennung bei der Auswertung von Sensorsignalen
EP0934627B1 (de) Schaltungsanordnung zum auswerten eines binären, durch stromschwellenwerte definierten signals
DE10008180A1 (de) Elektronische Gebereinrichtung
EP0417392B1 (de) Ausgangsschaltung für ein Potentiometer
DE3643869C1 (de) Schaltungsanordnung zur UEberwachung einer Brueckenendstufe
EP1069407A1 (de) Elektronische Gebereinrichtung
DE102017126754B4 (de) Eingangsschaltung zum fehlersicheren Einlesen eines analogen Eingangssignals
DE19806753A1 (de) Sensormodul
DE19653213A1 (de) Halbleitersensor
DE19833413C2 (de) Verfahren zum Auslesen mindestens eines potentiometrischen Gebers
DE3534050C2 (de) Schaltungsanordnung mit einer Brückenschaltung
DE19510055B4 (de) Schaltungsanordnung zum Auswerten eines binären, durch Stromschwellenwerte definierten Signals
DE19722549A1 (de) Elektrische Meßeinrichtung bzw. elektrisches Meßverfahren zur Erzeugung eines elektrischen Signals

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R083 Amendment of/additions to inventor(s)
R020 Patent grant now final

Effective date: 20130615

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee