JP2010170554A - 電気回路の機能検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気回路に故障が発生した場合に、簡単なやり方で故障の位置を特定することを可能にする。
【解決手段】切替え回路を有するセンサモジュール２と診断装置３とを有し、センサモジュール２が診断装置３と接続された１つの出力端子と電力供給端子１２ａ，１２ｂを有した電気回路の機能を検査する方法において、リード線１３ａ，１３ｂを介して駆動電圧が電力供給端子１２ａ，１２ｂへ印加される。通信検査信号が出力端子へ出力され診断装置３によって読み込まれて、通信の機能を検査するため許容差帯域推移と比較される。機能信号は、電力供給端子１２ａ，１２ｂに印加される電圧に依存する。診断装置３によって受信された機能信号が、予め定められた許容差領域と比較されて、切替え回路の機能や故障、リード線１３ａ，１３ｂ内の故障が定められる。
【選択図】図１

Description

本発明は、統合された切替え回路を有する少なくとも１つのセンサモジュールとそれに対応づけられた診断装置とを有する、電気回路の機能を検査する方法に関するものであって、その場合にセンサモジュールは、診断装置と接続された少なくとも１つの出力端子と電力供給端子を有しており、その電力供給端子にリード線を介して駆動電圧が印加される。

この種の方法は、特許文献１から知られている。この方法において、センサモジュールは、モノリシックに集積された回路として形成されており、その回路は、磁場を測定するセンサと測定増幅器とを有している。センサは、出力測定信号を出力するために、測定増幅器を介してセンサモジュールの出力端子と接続されている。更にセンサモジュールは、２つの電力供給端子を有しており、それにリード線を介して駆動電圧が印加される。

存在している外部端子を介して、測定信号に加えてセンサモジュール内部で提供される回路測定値が出力される。その場合に、変調信号としての回路測定値が、供給電流、供給電圧及び／又は診断信号としての出力測定信号に重畳される。内部の回路測定値がアナログ或いはデジタルの変調として、かつ出力測定信号がデジタルの値として出力されるか、或いは内部の回路測定値がデジタルの変調として、出力測定信号がアナログの値として出力される。出力端子に、コントロールモジュールが接続されており、そのコントロールモジュールが回路測定値を検査し、それに基づいて構成部材の性能及び機能状況に関する説明が導き出される。実際においてこの方法は、特に、センサモジュールと協働する機械的コンポーネントの摩耗を、この方法を用いて早期に認識することができることにより、良いことが実証されているので、まだ故障前の間に合う時期に、例えば摩耗したコンポーネントの交換のような、然るべき措置を促すことができる。しかし、この方法の欠点は、電気回路の故障の場合に、センサモジュールが悪いのか、リード線が悪いのか、容易に定めることができないことにある。

欧州特許公報ＥＰ０９６２７４８Ｂ１

従って、本発明の課題は、電気回路に故障が発生した場合に、簡単なやり方で故障の位置を特定することを可能にする、冒頭で挙げた種類の方法を提供することである。

本発明によれば、この課題は、
− センサモジュールが、テストモードへ移行され、そのテストモードにおいてセンサモジュールが、一定の信号レベルとは異なる予め定められた通信検査信号を出力端子へ出力し、
− 通信検査信号が、診断装置によって読み込まれて、センサモジュールとの通信の機能を検査するために、予め定められた許容差帯域推移と比較され、
− 通信が機能し得る場合には、統合された切替え回路の機能がテストされ、
− 切替え回路が機能し得ない場合に、センサモジュールは、
− 出力端子を介してエラー信号を診断装置へ伝達し、
− 切替え回路が機能し得る場合には、センサモジュールは、
− エラー信号とは異なる機能信号を、出力端子を介して診断装置へ伝達し、その機能信号は、電力供給端子に印加される電圧に依存し、かつ
− 診断装置によって受信された機能信号が、予め定められた許容差領域と比較されて、この比較の結果に従ってリード線内のエラーの存在又は不在が定められる、
ことによって解決される。

従って、この方法においては、まずセンサモジュールと診断装置との間の通信が検査される。この検査の結果、通信にエラーのないことが明らかになった場合に、センサモジュールはステータス信号としてエラー信号か機能信号を診断装置へ送信する。センサモジュールと診断装置との間の通信が前もって検査された後に、ステータス信号の伝送においてエラーが発生しないと、推定される。

好ましくは、本方法によって、電気回路に故障が発生した場合に、簡単なやり方で、故障しているのがセンサモジュールか、或いはリード線かを、定めることが可能である。リード線内の故障は、例えば、リード線に配置された電気的なプラグ接続が、高すぎる接触抵抗を有する場合、或いはケーブル破断及び／又はリード線における機械的損傷が発生した場合に、存在し得る。本方法を用いて故障が位置特定された場合に、例えば該当する構成部品を新しくすることによって、電気回路を迅速かつ安価に修理することができる。電気回路が自動車内に組み込まれている場合には、エラーは、例えば診断装置内に一時的に記憶し、次の修理工場を訪問する際に然るべき読取り装置を用いて読み出して、表示することができる。しかしまた、例えば自動車の計器パネル又はボードモニターにエラーを表示して、自動車のユーザーに修理工場を訪れるよう促すことも、もちろん可能である。本方法を用いて、簡単なやりかたで、リード線とセンサモジュールがエラーなしに機能するか、を検査することもできる。

本発明の好ましい形態において、機能信号の振幅は、電力供給端子に印加される電圧又はこの電圧の成分に比例する。その場合に、本方法は、比率計的な出力端子を有するセンサモジュールにおいて、簡単なやり方で適用することができる。

好ましくは、出力端子は、エラー信号を出力するために一定の電位に、特にアース電位に接続される。その場合には、本方法は、更に簡単に実施することができる。

本発明の好ましい実施形態において、センサモジュールはテストモードと駆動モードの間で切り替えられ、その場合に駆動モードにおいては、少なくとも１つの測定信号が検出されて、出力端子を介して出力される。従って出力端子は、エラー信号ないし機能信号の出力の他に、測定信号の出力にも利用することができる。その場合に本方法は、３つの外部端子、即ち出力端子と２つの電力供給端子のみを有するセンサモジュールにおいて、適用することができる。

テストモードと駆動モードの間の切替えは、出力端子に印加される外部の電圧に従って、及び／又は出力端子に供給される電流に従って行われる。この措置によっても、センサモジュールの外部端子の数を減少させることができる。

しかしまた、電力供給端子に駆動電圧を印加することによってセンサモジュールがテストモードに移行されることも、可能である。その場合に本方法は、センサモジュールを立ち上げる時に自動的に実施される。

本発明の好ましい実施形態において、通信検査信号は、少なくとも１つの傾斜路状、階段状、台形及び／又は鋸歯形状の信号部分を有している。その場合に本方法は、デジタル−アナログ変換器を介して駆動される出力端子を有するセンサモジュールにおいて、簡単なやり方で実施することができる。その場合に、通信検査信号は、好ましくは、デジタル−アナログ変換器の制御領域全体を通過するので、センサモジュールと診断装置との間の通信路を検査する場合に、デジタル−アナログ変換器の機能能力も一緒に検査される。

本発明の展開において、少なくとも２つのセンサモジュールに異なる通信検査信号が対応づけられ、その場合に異なる通信検査信号の数に相当する、それぞれ通信検査信号に対応づけられた、異なる許容差帯域推移の数が記憶され、その場合に少なくとも１つのセンサモジュールがテストモードへ移行されて、それに対応づけられた通信検査信号を診断装置へ伝送し、その場合に診断装置によって受信された通信検査信号が、異なる許容差帯域推移と比較され、かつその場合にこの比較の結果に従って、通信検査信号を出力したセンサモジュールが識別される。それによって例えば、簡単なやり方で、例えば修理の際に自動車の２つ又はそれより多いセンサモジュールが入れ替わったか、或いは誤った箇所に組み込まれたか、を定めることが可能である。

好ましくは、統合された切替え回路は、少なくとも１つの測定電流入力と少なくとも１つのホール電圧出力とを備えた少なくとも１つのホールプレートを有しており、そのホール電圧出力が信号処理段を介してセンサモジュールの出力端子と接続されており、かつその場合に通信検査信号を発生させるために、テスト信号がホールプレートの測定電流入力及び／又はホール電圧出力に印加されて、信号処理段を介して出力端子へ案内される。それによって、本方法を用いてホールプレートと診断装置との間の信号路全体と場合によっては特にホールプレート自体を、機能能力についてテストすることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

センサモジュール、それに対応づけられた診断装置及び電力供給を有する、電気回路を示している。 センサモジュールのブロック回路図を示している。 診断装置の制御信号出力における出力電圧のグラフ表示であって、その場合に横軸に時間ｔが、縦軸には出力電圧Ｕが記入されている。 センサモジュール内に統合された切替え回路が故障した場合の、センサモジュールの出力端子における電圧のグラフ表示であって、その場合に横軸に時間ｔが、縦軸に電圧Ｕが記入されている。 図４と同様の表示であるが、統合された切替え回路は、正しく機能している。

図１に全体を符号１で示す電気回路は、センサモジュール２、診断装置３及びそのための電力供給４を有している。センサモジュール２は、統合された切替え回路を有するモノリシックな構成部材として形成されており、その切替え回路がホールセンサ５、アナログ／デジタル変換器６、デジタルの信号処理装置７、デジタル−アナログ変換器８、アナログの増幅器段９を有している。これらコンポーネントの機能を内部で検査するために、センサモジュール２内には、更にテスト装置１０が統合されている。

図２から明らかなように、ホールセンサ５の測定信号出力は、磁場測定信号を出力するために、アナログ／デジタル変換器６、デジタルの信号処理装置７、デジタル−アナログ変換器８及び増幅器段９を介してセンサモジュール２の出力端子１１と接続されている。更に、センサモジュール２は、２つの電力供給端子１２ａ、１２ｂを有しており、それらがリード線１３ａ、１３ｂを介して電力供給４の駆動電圧端子に接続されている。

センサモジュール２の出力端子１１は、信号線１４を介して診断装置３と接続されている。更に、信号線１４は、抵抗を介して診断装置３の制御信号出力１６に接続されている。診断装置３の電圧供給端子１７ａ、１７ｂが、電力供給４の駆動電圧端子と接続されている。

センサモジュール２、リード線１３ａ、１３ｂ及び信号線１４の機能を検査するために、まず、センサモジュール２の電力供給端子１２ａ、１２ｂと診断装置３の電圧供給端子１７ａ、１７ｂに駆動電圧が印加される。

その後、診断装置３が時点Ｔ_１で制御信号出力１６に第１の制御信号を出力することによって（図３）、センサモジュール２がテストモードに移行される。出力端子１１と抵抗１５を介して制御信号出力１６と接続されたテスト装置１０が、制御信号を検出して、アナログ／デジタル変換器６の入力にテスト信号を印加し、そのテスト信号は、遅延時間後にセンサモジュール２の出力端子１１に、時点Ｔ_２とＴ_３の間でほぼ台形状の通信検査信号１８が出力されるように、選択されている（図４、５）。

通信検査信号１８が出力される間、アナログ／デジタル変換器６とデジタル−アナログ変換器８は、その制御領域の少なくとも一部を通過する。まず、通信検査信号１８の信号レベルが、値Ｕ_２から始まって、信号レベルが値Ｕ_３に達するまで、ほぼ傾斜路形状に上昇する。その後、信号レベルは、まず一定に留まって、その後ほぼ傾斜路形状に値Ｕ_２へ下降する。図４に明らかなように、通信検査信号１８の電位は、テストモードがアクティブでない場合に、出力端子１１に生じる、出力電圧Ｕ_２の上にある。

通信検査信号１８が、診断装置３によって読み込まれて、センサモジュール２との通信の機能を検査するために、図面には詳しく図示されていない、予め定められた許容差帯域推移と比較される。許容差帯域推移と一致する場合には、センサモジュール２と診断装置３との間で信号線１４を介してエラーのない通信が可能であると、推定される。

診断装置３によって受信された通信検査信号１８が、許容差帯域推移と一致しない場合には、センサモジュール２との通信に障害があり、或いは不可能であると見なされる。この種の障害は、例えば信号線１４内の寄生的な第１の抵抗１９によってもたらされることがある（図１）。

テスト装置１０を用いて、それ自体既知のやり方で、統合された切替え回路の機能がテストされる。そのために、センサモジュールの内部で提供される信号が、目標値又は目標値領域と比較されて、一致した場合には、統合された回路が機能可能であると推定される。少なくとも１つの信号が、この信号にとって許される許容差の外部にある場合には、統合された回路が故障していると見なされる。

後者の場合において、センサモジュール２が時点Ｔ_４とＴ_５の間で、エラー信号２０を出力端子１１を介して診断装置３へ伝達する。図４に明らかなように、エラー信号２０の信号レベルは、アース電位に相当する。図４において更に明らかなように、通信検査信号１８の伝送後、エラー信号２０が出力端子１１に出力される前に、まず、予め定められた期間［Ｔ_３−Ｔ_４］待機される。

統合された切替え回路のテストから、切替え回路が機能可能であることが明らかになった場合に、テスト装置１０は時点Ｔ_４から、エラー信号２０とは区別される機能信号２１を出力端子１１に出力する（図５）。機能信号２１の信号レベルは、センサモジュール２の電力供給端子１２ａ、１２ｂに印加される電圧に依存する。これは、増幅器段９が比率計的に形成されていることによって、可能になる。

図５に明らかなように、通信検査信号１８の終了後に時点Ｔ_３から、信号レベルが機能信号のために設けられた値に達するまでの間、出力端子の信号レベルの傾斜路形状の減少が続行される。その後、この信号レベルは、タイムインターバル［Ｔ_４−Ｔ_５］において一定に維持される。

タイムインターバル［Ｔ_４−Ｔ_５］において診断装置３によって受信された信号が、診断装置３内に記憶されている許容差領域及びエラー信号２０に対応づけられた許容差帯域と比較される。許容差領域は、許容差帯域を含まないように、選択されている。診断装置３によって受信された信号が、許容差領域の外部かつ許容差帯域の外部にある場合には、リード線１３ａ、１３ｂ内にエラーが存在すると、推定される。この種のエラーは、例えばリード線１３ａ、１３ｂ内の寄生的な第２の抵抗２２ａ、２２ｂによってもたらされることがある。

その場合に診断装置３は、エラーの作用を制限するために、適切な措置を促す。即ち、例えば非常駆動が能動化され、その中でセンサモジュール２の測定信号の代わりに、適切な代替信号が準備されて、使用される。エラーが発生した場合に、第１のエラー報告が表示され、及び／又はデータメモリに格納される。

比較の結果、タイムインターバル［Ｔ_４−Ｔ_５］において診断装置３によって受信された信号が、エラー信号２０に対応づけられた許容差帯域の内部にあることが明らかになった場合に、集積された回路が故障していると推定される。この場合においても、診断装置３は、エラーの作用を制限するために、適切な装置を促す。エラーが発生した場合に、第２のエラー報告が表示され、及び／又はデータメモリに格納される。

比較の結果、タイムインターバル［Ｔ_４−Ｔ_５］内に診断装置３によって受信された信号が、許容差領域の内部にあることが明らかになった場合に、集積回路とリード線１３ａ、１３ｂは故障がないと推定される。その場合に、診断装置３は、時点Ｔ_５から信号線へ第２の制御信号を印加し、その制御信号がセンサモジュール２によって受信されて、それに基づいてセンサモジュールがテストモードから駆動モードへ切り替えられる。

駆動モードにおいて、センサモジュール２は、既知のやり方で、ホールセンサによって測定されて、アナログ／デジタル変換器６、デジタルの信号処理装置７、デジタル−アナログ変換器８及びアナログの増幅器段９を有する信号処理段を用いて処理された磁場測定信号を、出力端子１１へ出力する。磁場測定信号は、信号線１４を介して診断装置３へ伝達されて、そこで評価される。

Claims (9)

1. 統合された切替え回路を有する少なくとも１つのセンサモジュール(2)とそれに対応づけられた診断装置(3)とを有する電気回路の機能検査方法であって、その場合にセンサモジュール(2)が、診断装置(3)と接続された少なくとも１つの出力端子(11)と電力供給端子(12a,12b)を有し、前記電力供給端子にリード線(13a,13b)を介して駆動電圧が印加され、
   − その場合にセンサモジュール(2)が、テストモードへ移行されて、その中でセンサモジュール(2)が、一定の信号レベルからずれた、予め定められた通信検査信号(18)を出力端子(11)へ出力し、
   − その場合に通信検査信号(18)が、診断装置(3)によって読み込まれて、センサモジュール(2)との通信の機能を検査するために、予め定められた許容差帯域推移と比較され、
   − その場合に通信が機能し得る場合には、集積された切替え回路の機能がテストされ、
   − その場合に、センサモジュール(2)は、切替え回路が機能し得ない場合に、
   − エラー信号(20)を出力端子(11)を介して診断装置(3)へ伝達し、
   − その場合に、センサモジュール(2)は、切替え回路が機能し得る場合には、
   − エラー信号(20)とは異なる機能信号(21)を、出力端子(11)を介して診断装置(3)へ伝達し、前記機能信号は、電力供給端子(12a,12b)に印加される電圧に依存し、かつ
   − その場合に、診断装置(3)によって受信された機能信号(21)が、予め定められた許容差領域と比較されて、この比較の結果に従って、リード線(13a,13b)内のエラーの存在又は不在が定められる、
   電気回路の機能検査する方法。
2. 機能信号(21)の振幅が、電力供給端子(12a,12b)に印加される電圧又はこの電圧の成分に比例することを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 出力端子(11)が、エラー信号(20)を出力するために、一定の電位に、特にアース電位に接続されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
4. センサモジュール(2)が、テストモードと駆動モードの間で切り替えられ、かつ
   駆動モードにおいて少なくとも１つの測定信号が検出されて、出力端子(11)を介して出力されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の方法。
5. テストモードと駆動モードの間の切替えが、出力端子(11)に印加される外部の電圧に従って、及び／又は出力端子(11)へ供給される電流に従って行われることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の方法。
6. センサモジュール(2)が、電力供給端子(12a,12b)への駆動電圧の印加によって、テストモードへ移行されることを特徴とする請求項１ないし５いずれか１項に記載の方法。
7. 通信検査信号(18)が、少なくとも１つの傾斜路形状、階段状、台形状及び／又は鋸歯形状の信号部分を有していることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項に記載の方法。
8. 少なくとも２つのセンサモジュール(2)に、異なる通信検査信号(18)が対応づけられ、
   異なる通信検査信号(18)の数に相当する数の、それぞれ通信検査信号(18)に対応づけられた、異なる許容差帯域推移が記憶され、
   少なくとも１つのセンサモジュール(2)が、テストモードへ移行されて、それに対応づけられた通信検査信号(18)が診断装置へ伝達され、
   診断装置(3)によって受信された通信検査信号(18)が、異なる許容差帯域推移と比較されて、この比較の結果に従って、通信検査信号(18)を出力したセンサモジュール(2)が識別されることを特徴とする請求項１ないし７いずれか１項に記載の方法。
9. 統合された切替え回路が、少なくとも１つの測定電流入力と少なくとも１つのホール電圧出力とを備えた少なくとも１つのホールプレートを有しており、前記ホール電圧出力が信号処理段を介してセンサモジュールの出力端子(11)と接続されており、かつ
   通信検査信号(18)を発生させるために、テスト信号がホールプレートの測定電流入力及び／又はホール電圧出力に印加され、かつ信号処理段を介して出力端子(11)へ案内されることを特徴とする請求項１ないし８いずれか１項に記載の方法。
   
   

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