JP2014102205A - Sensor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect abnormality due to the short circuit of mutual sensors even in a sensor device having an I/F circuit with simple configurations.SOLUTION: The sensor device is configured to compare a sensor signal to be output by each of a plurality of wheel speed sensors 10 with a first threshold which is larger than a middle level potential by a first comparator 32, and to compare the sensor signal to be output by each of the plurality of wheel speed sensors 10 with a second threshold which is smaller than the middle level potential by a second comparator 33 which is equivalent to a second signal detection circuit, and to detect the occurrence of abnormality due to short-circuit on the basis of whether or not the output signals of the first and second comparators 32 and 33 are coincident, for example, whether or not timings when the potential levels of the output signals change are coincident. Thus, it is possible to detect abnormality due to the short circuit of the mutual wheel speed sensors 10 even in a sensor device having an I/F circuit 20 with simple configurations without providing any complicate logic circuit.

Description

本発明は、複数のセンサのセンサ信号(検出信号)に基づいてセンサ同士の短絡を検出する異常検出機能を有するセンサ装置に関し、特に車両に搭載される車輪速度センサに適用すると好適である。   The present invention relates to a sensor device having an abnormality detection function for detecting a short circuit between sensors based on sensor signals (detection signals) of a plurality of sensors, and is particularly suitable when applied to a wheel speed sensor mounted on a vehicle.

車輪速度センサは、車輪と共に回転させられる歯車状のローターの歯の凹凸に応じた磁気抵抗変化を検出し、ハイレベルとローレベルの電流パルスを出力している。車輪速度センサのセンサ装置に備えられるインターフェース(以下、I/Fという)回路は、この電流パルスを電圧変換した信号をセンサ信号として用いて車輪の回転検出を行っている。   The wheel speed sensor detects a change in magnetoresistance according to the unevenness of the teeth of the gear-shaped rotor rotated together with the wheel, and outputs high-level and low-level current pulses. An interface (hereinafter referred to as I / F) circuit provided in the sensor device of the wheel speed sensor detects the rotation of the wheel using a signal obtained by converting the current pulse into a voltage as a sensor signal.

図3は、従来の車輪速度センサ100とセンサ装置に備えられるI/F回路110のブロック図である。車輪速度センサ100には並列接続されたホール素子とトランジスタが内蔵されており、ホール素子が磁気抵抗変化に応じてトランジスタを繰り返しオンオフさせることで、電源からホール素子およびトランジスタを通じる電流経路を、ホール素子のみを通じて電流を流す場合とホール素子およびトランジスタを通じて流す場合とに変化させる。これにより、車輪速度センサ100から出力される電流が大小変化し、電流パルスとなる。これがI/F回路110内の信号検出回路120に内蔵されたプルダウン抵抗によって電圧変換され、矩形パルス波形のセンサ信号となる。そして、信号検出回路120に備えられたコンパレータにてセンサ信号を検出閾値と大小比較することでパルスを成形し、それを演算部130に入力して、演算部130でパルス数を演算することで、車輪の回転検出、つまり回転数や回転角度の検出を行う。   FIG. 3 is a block diagram of a conventional wheel speed sensor 100 and an I / F circuit 110 provided in the sensor device. The wheel speed sensor 100 includes a hall element and a transistor connected in parallel, and the hall element repeatedly turns the transistor on and off in accordance with the change in magnetoresistance, so that the current path from the power source to the hall element and the transistor is changed to the hall. It is changed between a case where current is passed only through the element and a case where current is passed through the Hall element and the transistor. As a result, the current output from the wheel speed sensor 100 changes in magnitude and becomes a current pulse. This is converted into a voltage by a pull-down resistor built in the signal detection circuit 120 in the I / F circuit 110 to be a sensor signal having a rectangular pulse waveform. Then, a comparator is provided in the signal detection circuit 120 to form a pulse by comparing the sensor signal with a detection threshold value, input the result to the calculation unit 130, and the calculation unit 130 calculates the number of pulses. The wheel rotation is detected, that is, the rotation speed and rotation angle are detected.

このようなプルダウン抵抗やコンパレータなどが備えられる信号検出回路120は、センサ毎に備えられ、各車輪速度センサ100のセンサ信号を閾値電圧と比較することで、各車輪の回転検出を行っている。   The signal detection circuit 120 provided with such a pull-down resistor and a comparator is provided for each sensor, and detects the rotation of each wheel by comparing the sensor signal of each wheel speed sensor 100 with a threshold voltage.

しかしながら、このように複数のセンサが備えられている場合、各車輪速度センサ100の配線間での短絡など、車輪速度センサ100同士で短絡することがある。その場合、各車輪速度センサ100の出力するセンサ信号が正常なパルス信号ではなくなり、信号検出回路120において正常な成形パルスを出力できなくなる。   However, when a plurality of sensors are provided in this manner, the wheel speed sensors 100 may be short-circuited, such as a short circuit between the wirings of the wheel speed sensors 100. In this case, the sensor signal output from each wheel speed sensor 100 is not a normal pulse signal, and the signal detection circuit 120 cannot output a normal shaping pulse.

図4は、短絡前の2つの車輪速度センサ100のセンサ信号1、2と短絡時のセンサ信号と短絡時の成形パルスを示した波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram showing the sensor signals 1 and 2 of the two wheel speed sensors 100 before the short circuit, the sensor signal at the time of the short circuit, and the shaping pulse at the time of the short circuit.

図4に示されるように、正常時には、各車輪速度センサ100のセンサ信号1、2は、車輪の回転に応じた矩形パルス波形となる。このため、センサ信号1、2を検出閾値と大小比較することで、正常な成形パルスを出力することができる。   As shown in FIG. 4, when normal, the sensor signals 1 and 2 of each wheel speed sensor 100 have a rectangular pulse waveform corresponding to the rotation of the wheel. For this reason, a normal shaping pulse can be output by comparing the sensor signals 1 and 2 with the detection threshold.

これに対して、短絡時には、各車輪速度センサ100から出力されるセンサ信号が階段状の信号になる。すなわち、両方の車輪速度センサ100のトランジスタがオフのときには2つの車輪速度センサ100から出力されるローレベルの電流が各車輪速度センサ100に対応するプルダウン抵抗に流れることになるため、センサ信号1、2は共にローレベル電位となる。また、両方の車輪速度センサ100のトランジスタがオンのときには2つの車輪速度センサ100から出力されるハイレベルの電流が各車輪速度センサ100に対応するプルダウン抵抗に流れることになるため、センサ信号1、2は共にハイレベル電位となる。そして、一方の車輪速度センサ100のトランジスタがオンし、他方の車輪速度センサ100のトランジスタがオフのときには、各車輪速度センサ100から出力されるハイレベルとローレベルの電流を加算した電流が各車輪速度センサ100に対応するプルダウン抵抗に流れることになるため、センサ信号1、2は共にミドルレベル電位となる。   On the other hand, at the time of a short circuit, the sensor signal output from each wheel speed sensor 100 becomes a stepped signal. That is, since the low-level current output from the two wheel speed sensors 100 flows to the pull-down resistors corresponding to the wheel speed sensors 100 when the transistors of both wheel speed sensors 100 are off, the sensor signals 1, Both are at a low level potential. Further, when the transistors of both wheel speed sensors 100 are on, a high level current output from the two wheel speed sensors 100 flows to pull-down resistors corresponding to the wheel speed sensors 100, so that the sensor signal 1, 2 are both at a high level potential. When the transistor of one wheel speed sensor 100 is turned on and the transistor of the other wheel speed sensor 100 is turned off, a current obtained by adding the high level and low level currents output from each wheel speed sensor 100 is Since the current flows through the pull-down resistor corresponding to the speed sensor 100, the sensor signals 1 and 2 are both at the middle level potential.

したがって、ミドルレベル電位を検出閾値と比較しても、正常な成形パルスが得られない。このため、例えば演算部130では成形パルスの立上りエッジによって車輪の回転検出を行っているが、正常な成形パルスでなくても、誤って正常パルスと認識してしまうという問題が発生する。   Therefore, even if the middle level potential is compared with the detection threshold, a normal shaping pulse cannot be obtained. For this reason, for example, the calculation unit 130 detects the rotation of the wheel by the rising edge of the shaping pulse. However, there is a problem that even if the shaping pulse is not a normal shaping pulse, it is erroneously recognized as a normal pulse.

これに対して、特許文献1において、信号検出回路と演算部との間に、コンパレータおよびエクスクルーシブ・オア回路を備えた比較手段を備え、コンパレータの閾値にヒステリシスを設けた構成とすることが提案されている。このような構成では、短絡時の正常ではないセンサ信号が出力されたときに、信号検出回路のコンパレータの出力と、比較手段のコンパレータの出力が一致しなくなるため、エクスクルーシブ・オア回路からハイレベルが出力される。この出力に基づいて、演算部で短絡による異常が発生したことを検出することができる。   On the other hand, Patent Document 1 proposes a configuration in which a comparison unit including a comparator and an exclusive OR circuit is provided between the signal detection circuit and the calculation unit, and hysteresis is provided in the threshold value of the comparator. ing. In such a configuration, when an abnormal sensor signal at the time of a short circuit is output, the output of the comparator of the signal detection circuit and the output of the comparator of the comparison unit do not match, so the high level is output from the exclusive OR circuit. Is output. Based on this output, it is possible to detect that an abnormality due to a short circuit has occurred in the arithmetic unit.

特開平9−318641号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-318641

しかしながら、特許文献1のように、コンパレータおよびエクスクルーシブ・オア回路を備えた構成では、回路構成が複雑になる。特に、エクスクルーシブ・オア回路のような論理回路は回路構成が複雑となる。このため、複雑なハード構成のために故障の確率が高くなり、信頼性に乏しいという問題がある。   However, in the configuration including the comparator and the exclusive OR circuit as in Patent Document 1, the circuit configuration is complicated. In particular, a logic circuit such as an exclusive OR circuit has a complicated circuit configuration. For this reason, there is a problem that the probability of failure is high due to a complicated hardware configuration and reliability is poor.

本発明は上記点に鑑みて、簡素な構成のI/F回路を備えたセンサ装置としても、センサ同士での短絡による異常を検出できるようにすることを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to enable detection of an abnormality caused by a short circuit between sensors even as a sensor device including an I / F circuit having a simple configuration.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、複数のセンサ(10)のセンサ信号を、複数のセンサ(10)同士が短絡したときにセンサ信号として出力されるハイレベル電位とローレベル電位の間のミドルレベル電位より大きくかつハイレベル電位よりも小さな第1閾値(VrefA)と大小比較して、その比較結果に応じて電位レベルを変化させた成形パルスの出力信号を出力する第1信号検出回路(32)と、センサ信号を、ミドルレベル電位より小さくかつローレベル電位よりも大きな第2閾値(VrefB)と大小比較して、その比較結果に応じて電位レベルを変化させた成形パルスの出力信号を出力する第2信号検出回路(33)とを備え、異常検出手段(40)にて、第1信号検出回路(32)の出力信号と第2信号検出回路(33)の出力信号が不一致であれば、短絡による異常が発生していることを検出する。   In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, the sensor signals of the plurality of sensors (10) are divided into a high level potential and a low level output as sensor signals when the plurality of sensors (10) are short-circuited. A first pulse (VrefA) that is larger than the middle level potential between the level potentials and smaller than the high level potential is compared with the first threshold value (VrefA), and an output signal of a shaping pulse whose potential level is changed according to the comparison result is output. One signal detection circuit (32) and a sensor signal are compared with a second threshold value (VrefB) smaller than the middle level potential and larger than the low level potential, and the potential level is changed according to the comparison result. A second signal detection circuit (33) for outputting a pulse output signal, and the abnormality detection means (40) outputs the output signal and the second signal of the first signal detection circuit (32). If the output signal of the circuit (33) out mismatch, detects that an abnormality has occurred due to a short circuit.

このように、第1、第2信号検出回路(32、33)の出力信号が一致するか否かに基づいて、短絡による異常が発生したことを検出できる。したがって、特許文献1のようにエクスクルーシブ・オア回路のような複雑な論路回路を備えなくても、簡素な構成のI/F回路を備えたセンサ装置としても、センサ同士での短絡による異常を検出することが可能となる。   Thus, it can be detected that an abnormality due to a short circuit has occurred based on whether or not the output signals of the first and second signal detection circuits (32, 33) match. Therefore, even if it does not have a complicated logical circuit such as an exclusive OR circuit as in Patent Document 1, even a sensor device having an I / F circuit with a simple configuration can detect an abnormality caused by a short circuit between sensors. It becomes possible to detect.

例えば、請求項2に記載したように、異常検出手段(40)は、第1信号検出回路(32)の出力信号がローレベル電位からハイレベル電位に切り替わる立上りエッジのタイミングと第2信号検出回路(33)の出力信号がローレベル電位からハイレベル電位に切り替わる立上りエッジのタイミングが不一致である場合に、短絡による異常が発生していることを検出することができる。   For example, as described in claim 2, the abnormality detection means (40) includes the timing of the rising edge at which the output signal of the first signal detection circuit (32) switches from the low level potential to the high level potential, and the second signal detection circuit. When the rising edge timing at which the output signal (33) switches from the low level potential to the high level potential is inconsistent, it is possible to detect that an abnormality due to a short circuit has occurred.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows an example of a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第1実施形態にかかる車輪速度センサ10およびセンサ装置に備えられるI/F回路20の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the I / F circuit 20 with which the wheel speed sensor 10 concerning 1st Embodiment of this invention and the sensor apparatus are equipped. 短絡時の車輪速度センサ10のセンサ信号、成形パルスを示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the sensor signal and shaping | molding pulse of the wheel speed sensor 10 at the time of a short circuit. 従来の車輪速度センサ100におけるセンサ装置のブロック図である。It is a block diagram of the sensor apparatus in the conventional wheel speed sensor 100. FIG. 短絡前の2つの車輪速度センサのセンサ信号1、2と短絡時のセンサ信号と短絡時の成形パルスを示した波形図である。It is the wave form diagram which showed the sensor signals 1 and 2 of the two wheel speed sensors before a short circuit, the sensor signal at the time of a short circuit, and the shaping pulse at the time of a short circuit.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

(第1実施形態)
本実施形態では、複数のセンサとして、車両の各車輪に備えられ、各車輪速度に対応するパルス信号を出力する車輪速度センサを例に挙げて説明を行う。図1は、本実施形態にかかる車輪速度センサ10およびセンサ装置に備えられるI/F回路20の構成を示したブロック図である。また、図2は、短絡時の車輪速度センサ10のセンサ信号、成形パルスを示した波形図である。
(First embodiment)
In the present embodiment, description will be made by taking as an example a wheel speed sensor that is provided on each wheel of the vehicle and outputs a pulse signal corresponding to each wheel speed as the plurality of sensors. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wheel speed sensor 10 and an I / F circuit 20 provided in the sensor device according to the present embodiment. FIG. 2 is a waveform diagram showing sensor signals and shaping pulses of the wheel speed sensor 10 at the time of a short circuit.

図1に示すように、複数の車輪速度センサ10のセンサ信号がセンサ装置に備えられたI/F回路20に入力され、I/F回路20にて各車輪の回転検出を行うと共に、センサ同士における短絡による異常を検出する。   As shown in FIG. 1, sensor signals from a plurality of wheel speed sensors 10 are input to an I / F circuit 20 provided in the sensor device, and the rotation of each wheel is detected by the I / F circuit 20, and the sensors are connected to each other. Detects abnormalities due to short circuit at.

車輪速度センサ10は、車輪と共に回転させられる歯車状のローター11に対向して配置される。図示しないが、車輪速度センサ10は、例えばホール素子とこのホール素子によってオンオフが制御されると共にホール素子に対して並列接続されたトランジスタなどが備えられた構成とされている。車輪と共に回転させられる歯車状のローターの回転に基づく磁気抵抗変化に応じて、ホール素子がトランジスタを繰り返しオンオフさせると、電源からホール素子およびトランジスタを通じる電流経路をホール素子のみを通じて電流を流す場合と、ホール素子およびトランジスタを通じて流す場合とに変化させる。これにより、各車輪速度センサ10から、ハイレベルとローレベルの電流パルスが出力される。これが、後述するI/F回路20内のプルダウン抵抗31に流されることで電圧変換されるため、車輪速度センサ10からハイレベル電位とローレベル電位の矩形パルス波形で表されるセンサ信号が出力されることになる。   The wheel speed sensor 10 is disposed to face a gear-shaped rotor 11 that is rotated together with the wheels. Although not shown, the wheel speed sensor 10 is configured to include, for example, a Hall element and a transistor whose on / off is controlled by the Hall element and connected in parallel to the Hall element. When the Hall element repeatedly turns on and off the transistor according to the change in magnetoresistance based on the rotation of the gear-shaped rotor that rotates with the wheel, the current flows from the power source through the Hall element and the transistor only through the Hall element. , And when flowing through the Hall element and the transistor. As a result, high and low level current pulses are output from each wheel speed sensor 10. Since this is converted into a voltage by flowing through a pull-down resistor 31 in the I / F circuit 20 described later, a sensor signal represented by a rectangular pulse waveform of a high level potential and a low level potential is output from the wheel speed sensor 10. Will be.

I/F回路20には、信号処理回路30や演算回路40が備えられている。   The I / F circuit 20 includes a signal processing circuit 30 and an arithmetic circuit 40.

信号処理回路30は、車輪速度センサ10それぞれに対応してプルダウン抵抗31や第1、第2信号検出回路に相当する第1、第2コンパレータ32、33などを備えた構成とされている。   The signal processing circuit 30 includes a pull-down resistor 31 and first and second comparators 32 and 33 corresponding to the first and second signal detection circuits corresponding to the wheel speed sensors 10.

プルダウン抵抗31は、車輪速度センサ10と第1、第2コンパレータ32、33の非反転入力端子とを接続する配線に接続されており、車輪速度センサ10の出力する電流を電圧変換する。具体的には、プルダウン抵抗31に対して車輪速度センサ10から出力される電流が流れ、センサ信号の電位がプルダウン抵抗31によって設定されるようになっている。本実施形態の場合、センサ信号の電位がプルダウン抵抗31のハイサイド電位となる。このプルダウン抵抗31のハイサイド電位は、プルダウン抵抗31に流れる電流の大きさに応じて変化する。このため、車輪速度センサ10の出力する電流がハイレベルとローレベルに変化することによってプルダウン抵抗31のハイサイド電位が変化し、上記したようにセンサ信号がハイレベル電位とローレベル電位の矩形パルス波形となる。   The pull-down resistor 31 is connected to a wiring connecting the wheel speed sensor 10 and the non-inverting input terminals of the first and second comparators 32 and 33, and converts the current output from the wheel speed sensor 10 into a voltage. Specifically, the current output from the wheel speed sensor 10 flows to the pull-down resistor 31, and the potential of the sensor signal is set by the pull-down resistor 31. In the present embodiment, the potential of the sensor signal becomes the high side potential of the pull-down resistor 31. The high side potential of the pull-down resistor 31 changes according to the magnitude of the current flowing through the pull-down resistor 31. For this reason, when the current output from the wheel speed sensor 10 changes between high level and low level, the high side potential of the pull-down resistor 31 changes, and the sensor signal is a rectangular pulse of high level potential and low level potential as described above. It becomes a waveform.

第1、第2コンパレータ32、33は、反転入力端子に入力されるセンサ信号の電位を反転入力端子に入力される参照電位VrefA、VrefBと大小比較することでパルス成形を行うものである。第1、第2コンパレータ32、33の参照電位VrefA、VrefBは、第1、第2閾値に相当するもので、共に、センサ信号がローレベル電位のときよりも高く、かつ、ハイレベル電位のときよりも低く設定され、さらに参照電位VrefAの方が参照電位VrefBよりも大きな値に設定されている。   The first and second comparators 32 and 33 perform pulse shaping by comparing the potential of the sensor signal input to the inverting input terminal with the reference potentials VrefA and VrefB input to the inverting input terminal. The reference potentials VrefA and VrefB of the first and second comparators 32 and 33 correspond to the first and second threshold values, both of which are higher than when the sensor signal is at the low level potential and at the high level potential. The reference potential VrefA is set lower than the reference potential VrefB.

図2に示すように、車輪速度センサ10同士で短絡が発生したときには、各車輪速度センサ10から出力されるセンサ信号が階段状の信号になる。短絡した両方の車輪速度センサ10のトランジスタがオフのときには2つの車輪速度センサ10から出力されるローレベルの電流が各車輪速度センサ10に対応するプルダウン抵抗31に流れることになるため、センサ信号はローレベル電位となる。また、両方の車輪速度センサ10のトランジスタがオンのときには2つの車輪速度センサ10から出力されるハイレベルの電流が各車輪速度センサ10に対応するプルダウン抵抗31に流れることになるため、センサ信号はハイレベル電位となる。そして、一方の車輪速度センサ10のトランジスタがオンし、他方の車輪速度センサ10のトランジスタがオフのときには、各車輪速度センサ10から出力されるハイレベルとローレベルの電流を加算した電流が各車輪速度センサ10に対応するプルダウン抵抗31に流れることになるため、センサ信号はミドルレベル電位となる。したがって、ミドルレベル電位と比較して、第1閾値となる参照電圧VrefAの方が大きく、第2閾値となる参照電圧VrefBの方が小さくなるようにしている。   As shown in FIG. 2, when a short circuit occurs between the wheel speed sensors 10, the sensor signals output from the wheel speed sensors 10 are stepped signals. Since the low-level current output from the two wheel speed sensors 10 flows to the pull-down resistor 31 corresponding to each wheel speed sensor 10 when the transistors of both of the short-circuited wheel speed sensors 10 are off, the sensor signal is Low level potential. In addition, when the transistors of both the wheel speed sensors 10 are on, the high level current output from the two wheel speed sensors 10 flows to the pull-down resistors 31 corresponding to the wheel speed sensors 10, so the sensor signal is High level potential. When the transistor of one wheel speed sensor 10 is turned on and the transistor of the other wheel speed sensor 10 is turned off, a current obtained by adding the high level current and the low level current output from each wheel speed sensor 10 is Since the current flows through the pull-down resistor 31 corresponding to the speed sensor 10, the sensor signal has a middle level potential. Therefore, the reference voltage VrefA serving as the first threshold is larger and the reference voltage VrefB serving as the second threshold is smaller than the middle level potential.

このような参照電位VrefA、VrefBを設定した場合、車輪速度センサ10から短絡が発生していない正常なセンサ信号が出力されているときには、センサ信号が正常な矩形パルス波形となる。このため、センサ信号の電位が参照電圧VrefAを超えるタイミングと、参照電圧VrefBを超えるタイミングが一致し、第1、第2コンパレータ32、33の出力がハイレベル電位になるタイミングが一致する。つまり、第1、第2コンパレータ32、33の出力信号で表される成形パルスは一致する。   When such reference potentials VrefA and VrefB are set, when a normal sensor signal that is not short-circuited is output from the wheel speed sensor 10, the sensor signal has a normal rectangular pulse waveform. For this reason, the timing at which the potential of the sensor signal exceeds the reference voltage VrefA coincides with the timing at which the potential of the sensor signal exceeds the reference voltage VrefB, and the timing at which the outputs of the first and second comparators 32 and 33 become the high level potential. That is, the shaping pulses represented by the output signals of the first and second comparators 32 and 33 match.

これに対して、短絡が発生した場合には、図2に示すように、センサ信号の電位が参照電圧VrefAを超えるタイミングと、参照電圧VrefBを超えるタイミングが一致せず、第1、第2コンパレータ32、33の出力がハイレベル電位になるタイミングが一致しない。つまり、第1コンパレータ32の出力信号で表される成形パルスAと第2コンパレータ33の出力信号で表される成形パルスBとが不一致となる。   On the other hand, when a short circuit occurs, as shown in FIG. 2, the timing at which the potential of the sensor signal exceeds the reference voltage VrefA does not coincide with the timing at which the potential exceeds the reference voltage VrefB. Timings at which the outputs of 32 and 33 become high level potentials do not coincide. That is, the shaping pulse A represented by the output signal of the first comparator 32 and the shaping pulse B represented by the output signal of the second comparator 33 are inconsistent.

したがって、短絡が発生しているか否かに応じて、第1コンパレータ32の出力信号と第2コンパレータ33の出力信号が一致するか否かが決まることになり、これら出力信号が一致しているか否かが短絡による異常の発生の有無を表することになる。これに基づいて、演算部40は、短絡による異常の検出を行っている。   Therefore, whether or not the output signal of the first comparator 32 matches the output signal of the second comparator 33 is determined depending on whether or not a short circuit has occurred. Indicates whether or not an abnormality has occurred due to a short circuit. Based on this, the calculation unit 40 detects an abnormality due to a short circuit.

演算部40は、マイクロコンピュータなどで構成され、本発明の異常検出手段に相当している。演算部40では、各車輪速度センサ10に備えられた第1、第2コンパレータ32、33の出力信号を入力し、その出力信号が表す成形パルスに基づいて各車輪の回転数や回転速度などの回転検出を行い、短絡による異常の検出を行う。   The calculation unit 40 is composed of a microcomputer or the like, and corresponds to the abnormality detection means of the present invention. In the calculation unit 40, the output signals of the first and second comparators 32 and 33 provided in each wheel speed sensor 10 are input, and the rotation speed and rotation speed of each wheel are determined based on the shaping pulse represented by the output signal. Rotation is detected, and abnormality due to short circuit is detected.

例えば、演算部40は、第1、第2コンパレータ32、33の出力信号が表す成形パルスの立上りエッジを検出し、内蔵された動作クロックから各成形パルスのエッジのタイミングを検出する。そして、各成形パルスのエッジのタイミングが一致していれば、短絡による異常が発生していないため、演算部40は、いずれかの出力信号に基づいて各車輪の回転検出を行う。すなわち、ローターの歯数が決まっていることから、エッジ数からローター、つまり車輪の回転検出を行うことができる。   For example, the arithmetic unit 40 detects the rising edge of the shaping pulse represented by the output signals of the first and second comparators 32 and 33, and detects the timing of the edge of each shaping pulse from the built-in operation clock. And if the timing of the edge of each shaping | molding pulse corresponds, since the abnormality by a short circuit has not generate | occur | produced, the calculating part 40 will detect rotation of each wheel based on one of output signals. That is, since the number of teeth of the rotor is determined, the rotation of the rotor, that is, the wheel can be detected from the number of edges.

なお、この回転検出の結果については、例えばブレーキ制御などに用いることができる。例えば、各車輪の回転数から車輪速度を演算すると共に推定車体速度を演算し、これら推定車体速度と車輪速度の偏差で表されるスリップ率に基づいてアンチロックブレーキ(ABS)制御や横滑り防止制御などを実行することができる。   The rotation detection result can be used for brake control, for example. For example, the wheel speed is calculated from the rotational speed of each wheel and the estimated vehicle speed is calculated. Based on the slip ratio represented by the deviation between the estimated vehicle speed and the wheel speed, antilock brake (ABS) control and skid prevention control are performed. Etc. can be executed.

一方、演算部40は、各成形パルスのエッジのタイミングが不一致であれば、短絡による異常が発生していることを検出する。そして、例えば回転検出結果をブレーキ制御に用いているのであれば、そのブレーキ制御の実行を禁止するなどの処置を取る。これにより、誤った車輪速度に基づいてブレーキ制御が実行されるような誤作動を防止することが可能となる。   On the other hand, if the timings of the edges of the shaping pulses do not match, the calculation unit 40 detects that an abnormality due to a short circuit has occurred. For example, if the rotation detection result is used for brake control, measures such as prohibiting execution of the brake control are taken. This makes it possible to prevent malfunctions in which brake control is executed based on erroneous wheel speeds.

以上説明したように、本実施形態では、複数の車輪速度センサ10の出力するセンサ信号を第1信号検出回路に相当する第1コンパレータ32にてミドルレベル電位よりも大きな第1閾値と大小比較している。そして、センサ信号の方が第1閾値よりも大きい場合と小さい場合とで第1コンパレータ32の出力信号の電位レベルを変化させている。同様に、複数の車輪速度センサ10の出力するセンサ信号を第2信号検出回路に相当する第2コンパレータ33にてミドルレベル電位よりも小さな第2閾値と大小比較している。そして、センサ信号の方が第2閾値よりも大きい場合と小さい場合とで第2コンパレータ33の出力信号の電位レベルを変化させている。   As described above, in the present embodiment, the sensor signals output from the plurality of wheel speed sensors 10 are compared in magnitude with the first threshold value larger than the middle level potential by the first comparator 32 corresponding to the first signal detection circuit. ing. The potential level of the output signal of the first comparator 32 is changed depending on whether the sensor signal is larger or smaller than the first threshold value. Similarly, the sensor signals output from the plurality of wheel speed sensors 10 are compared in magnitude with a second threshold value smaller than the middle level potential by a second comparator 33 corresponding to a second signal detection circuit. The potential level of the output signal of the second comparator 33 is changed depending on whether the sensor signal is larger or smaller than the second threshold value.

このような構成とすることで、第1、第2コンパレータ32、33の出力信号が一致するか否か、例えば出力信号の電位レベルが変化するタイミングが一致するか否かに基づいて、短絡による異常が発生したことを検出できる。したがって、特許文献1のようにエクスクルーシブ・オア回路のような複雑な論路回路を備えなくても、簡素な構成のI/F回路20を備えたセンサ装置としても、車輪速度センサ10同士での短絡による異常を検出することが可能となる。   With such a configuration, a short circuit is caused based on whether or not the output signals of the first and second comparators 32 and 33 match, for example, whether or not the timings at which the potential levels of the output signals change match. It is possible to detect that an abnormality has occurred. Therefore, even if it does not have a complicated logical circuit such as an exclusive OR circuit as in Patent Document 1, a sensor device having an I / F circuit 20 having a simple configuration can be used between the wheel speed sensors 10. An abnormality due to a short circuit can be detected.

さらに、各車輪速度センサ10に対応して備えられた4つのコンパレータ32の故障を検出するために、同じ構成の5つ目のコンパレータを備えることも考えられる。そして、スイッチ切り替えに基づいて5つ目のコンパレータに各センサ信号が順番に入力されるようにすると共に、5つ目のコンパレータの出力を演算部40に入力し、4つのコンパレータ32の出力と5つ目のコンパレータの出力が一致するかを順番に比較する。この比較により、コンパレータ32の故障を検出できる。しかしながら、5つ目のコンパレータに各センサ信号が順番に入力されるように故障が懸念されるスイッチを備えなければならない。また、車輪速度センサ10同士の短絡の場合には、コンパレータ32は故障していないため、4つのコンパレータ32と5つ目のコンパレータの出力が一致し、当該短絡による異常を検出できない。このため、本実施形態の構成を採用することが有効であると言える。   Furthermore, in order to detect a failure of the four comparators 32 provided corresponding to each wheel speed sensor 10, it is conceivable to include a fifth comparator having the same configuration. Then, the sensor signals are sequentially input to the fifth comparator based on the switch switching, and the output of the fifth comparator is input to the calculation unit 40, and the outputs of the four comparators 32 and 5 Compare the output of the first comparator in order. By this comparison, a failure of the comparator 32 can be detected. However, it is necessary to provide a switch that may cause a failure so that each sensor signal is sequentially input to the fifth comparator. Further, in the case of a short circuit between the wheel speed sensors 10, the comparator 32 does not fail, so the outputs of the four comparators 32 and the fifth comparator match, and an abnormality due to the short circuit cannot be detected. For this reason, it can be said that it is effective to adopt the configuration of the present embodiment.

(他の実施形態)
上記実施形態では、複数のセンサとして車輪速度センサ10を例に挙げたが、矩形パルス波のセンサ信号を出力するセンサのセンサ信号を処理してセンシングを行うセンサ装置に対して適用することができる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the wheel speed sensor 10 is exemplified as a plurality of sensors. However, the present invention can be applied to a sensor device that performs sensing by processing a sensor signal of a sensor that outputs a sensor signal of a rectangular pulse wave. .

また、上記実施形態では、第1、第2コンパレータ32、33の出力信号の立上りエッジのタイミングが一致するか否かに基づいて、短絡による異常が発生したことを検出するようにした。しかしながら、これは出力信号の一致を確認する手法の1つを例示したに過ぎず、立下りエッジのタイミングが一致するか否かや、立上りから立下りまでの時間が一致するか否かに基づいて、短絡による異常が発生したことを検出するようにしても良い。   In the above embodiment, the occurrence of an abnormality due to a short circuit is detected based on whether the timings of the rising edges of the output signals of the first and second comparators 32 and 33 match. However, this is merely an example of a method for confirming the coincidence of the output signals, and is based on whether the timings of the falling edges coincide and whether the times from the rising edge to the falling edge coincide. Thus, it may be detected that an abnormality has occurred due to a short circuit.

また、回転方向検出を行う場合には、センサ信号が正確な矩形パルス波形にはならず、例えば立上り時と立下り時にハイレベル電位よりも更に高い正逆回転検出用の電位となる場合がある。その場合でも、第1、第2コンパレータ32、33の出力については上記実施形態と同様となるため、問題なく短絡による異常が発生したことを検出できる。   In addition, when detecting the rotation direction, the sensor signal does not have an accurate rectangular pulse waveform, and may have a potential for detecting forward / reverse rotation higher than the high-level potential at the time of rising and falling, for example. . Even in that case, since the outputs of the first and second comparators 32 and 33 are the same as those in the above embodiment, it can be detected that an abnormality due to a short circuit has occurred without any problem.

また、上記実施形態では、コンパレータ32、33の反転入力端子側に参照電圧VrefA、VrefBを入力し、非反転入力端子側にセンサ信号が入力されるようにしたが、これを逆にしても良い。その場合には、コンパレータ32、33からハイレベルとローレベルの関係が逆転して出力されることになる。   In the above embodiment, the reference voltages VrefA and VrefB are input to the inverting input terminals of the comparators 32 and 33 and the sensor signal is input to the non-inverting input terminal. However, this may be reversed. . In that case, the comparators 32 and 33 output the relation between the high level and the low level reversed.

10…車輪速度センサ、11…ローター、20…I/F回路、31…プルダウン抵抗、32…第1コンパレータ(第1信号検出回路)、33…第2コンパレータ(第2信号検出回路)、40…演算部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Wheel speed sensor, 11 ... Rotor, 20 ... I / F circuit, 31 ... Pull-down resistor, 32 ... 1st comparator (1st signal detection circuit), 33 ... 2nd comparator (2nd signal detection circuit), 40 ... Calculation unit

Claims (2)

正常時にハイレベル電位とローレベル電位とからなるセンサ信号を出力する複数のセンサ(10)の前記センサ信号を、前記複数のセンサ(10)同士が短絡したときにセンサ信号として出力される前記ハイレベル電位と前記ローレベル電位の間の電位であるミドルレベル電位より大きくかつ前記ハイレベル電位よりも小さな第1閾値(VrefA)と大小比較して、その比較結果に応じて電位レベルを変化させた成形パルスの出力信号を出力する第1信号検出回路(32)と、
前記センサ信号を、前記ミドルレベル電位より小さくかつ前記ローレベル電位よりも大きな第2閾値(VrefB)と大小比較して、その比較結果に応じて電位レベルを変化させた成形パルスの出力信号を出力する第2信号検出回路(33)と、
前記第1信号検出回路(32)の出力信号と前記第2信号検出回路(33)の出力信号が不一致であれば、前記短絡による異常が発生していることを検出する異常検出手段(40)と、を有したインターフェイス回路を備えていることを特徴とするセンサ装置。
The high sensor signal output from a plurality of sensors (10) that output a sensor signal composed of a high level potential and a low level potential at normal time is output as a sensor signal when the plurality of sensors (10) are short-circuited. Compared with a first threshold (VrefA) that is larger than the middle level potential that is between the level potential and the low level potential and smaller than the high level potential, the potential level is changed according to the comparison result. A first signal detection circuit (32) for outputting an output signal of the shaping pulse;
The sensor signal is compared with a second threshold value (VrefB) that is smaller than the middle level potential and larger than the low level potential, and an output signal of a shaping pulse in which the potential level is changed according to the comparison result is output. A second signal detection circuit (33) for
If the output signal of the first signal detection circuit (32) and the output signal of the second signal detection circuit (33) do not match, an abnormality detection means (40) for detecting that an abnormality has occurred due to the short circuit. And a sensor device comprising an interface circuit.
前記第1信号検出回路(32)は、前記センサ信号が前記第1閾値(VrefA)よりも大きければハイレベル電位、小さければローレベル電位を出力し、
前記第2信号検出回路(33)は、前記センサ信号が前記第2閾値(VrefB)よりも大きければハイレベル電位、小さければローレベル電位を出力し、
前記異常検出手段(40)は、前記第1信号検出回路(32)の出力信号がローレベル電位からハイレベル電位に切り替わる立上りエッジのタイミングと前記第2信号検出回路(33)の出力信号がローレベル電位からハイレベル電位に切り替わる立上りエッジのタイミングが不一致であれば、前記短絡による異常が発生していることを検出することを特徴とする請求項1に記載のセンサ装置。
The first signal detection circuit (32) outputs a high level potential if the sensor signal is greater than the first threshold (VrefA), and outputs a low level potential if the sensor signal is smaller than the first threshold (VrefA).
The second signal detection circuit (33) outputs a high level potential if the sensor signal is larger than the second threshold (VrefB), and outputs a low level potential if the sensor signal is smaller than the second threshold (VrefB).
The abnormality detection means (40) is configured such that the rising edge timing at which the output signal of the first signal detection circuit (32) switches from a low level potential to a high level potential and the output signal of the second signal detection circuit (33) are low. 2. The sensor device according to claim 1, wherein an abnormality due to the short circuit is detected if timings of rising edges at which the level potential is switched to a high level potential are inconsistent.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019086360A (en) * 2017-11-06 2019-06-06 株式会社東海理化電機製作所 Rotation detector
CN110687312A (en) * 2018-07-04 2020-01-14 恩智浦美国有限公司 Resistive short circuit immunity of wheel speed sensor interface on a braking system

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