JP2018503073A - 診断用回路試験デバイス - Google Patents

Abstract

マルチメータ機能を有し、電気システムの複数のパラメータを給電状態および非給電状態において選択的に測定するために電気システムに電流供給を提供するように構成されている診断用回路試験デバイスのための装置が提供される。診断用回路試験デバイスが備える導電性プローブ要素は、電気システムと接触するように配置され、電気システムに入力信号を供給するように構成されている。電源は、内部電源と導電性プローブ要素の間で相互に接続されている。電気システムに供給された入力信号を操作し、入力信号に応答して出力信号を受け取るように構成されたプロセッサが、導電性プローブ要素に対して電気的に接続されている。出力信号は、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表すものである。表示デバイスは、パラメータを表す出力信号の読取り値を表示するように構成されている。

Description

本出願は、２０１５年１２月１日に出願された米国特許出願第１４／９５５，５５７号、および２０１４年１２月３日に出願された「Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｔｅｓｔ Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国仮出願、出願番号第６２／０８７，１６５号の利益および優先権を主張する。

本発明の分野は、一般に、電気的測定デバイスに関する。より詳細には、本発明の分野は、電気システムに電力を印加し、給電状態の電気システムに対して複数の測定を実施するように構成された診断用回路試験デバイスに関するものである。

自動車およびトラックなどの自動車両はますます技術的に精巧になっており、それに対応して保全および診断用試験のための試験用機器のより精巧な組を必要としている。自動車両の複雑さが増すことの大半は、そこに組み込まれた電気回路およびシステムの複雑さが増すことに、ある程度起因している。そのような電気システムに関する問題のトラブルシューティングおよび診断は、幅広い複雑な試験用機器の使用を必要とする。

そのような試験用機器は、たとえば抵抗、電圧、電流などの様々な電気的パラメータを測定するように構成された、一般にマルチメータと称されるデバイスを含み得る。自動車両の電気システムに対して一般的に実施される他の診断用試験は、電気回路の導通を決定するばかりでなく、電圧の存在および極性を測定および検出するロジックプローブを含む。

しかしながら、短所の１つに、従来のロジックプローブが一般的には特定の電圧レベルを測定不可能であるということがある。従来技術の試験用機器に関連した別の短所は、給電状態の電気システムの試験が不可能であることに関係するものである。より具体的には、従来のマルチメータおよびロジックプローブの多くは、回路に関する問題を診断するために回路を動作モードに置く、ということができない。たとえば、作動状態でないエンジンを有する自動車の電気システムにおける特定の電気デバイスは、通常の動作モードで試験され得ない。しかしながら、そのようなデバイスが動作している場合しか診断され得ない特定の問題を確認するために、そのようなデバイスを動作モードで試験するのが望ましいことが理解されよう。たとえば、自動車両のファンモータは、ファンモータに電流を供給するために車両のエンジンが動作していることを必要とする可能性がある。あいにく、ファンモータに対する個別の電源による電力供給がなければ、ファンモータに関する特定の問題を試験したり診断したりすることはできない。

米国特許第７，１８４，８９９号明細書 米国特許第５，３６７，２５０号明細書

活性状態または給電状態の電気システムを試験するために、電気システムに電力を供給することができる診断用回路試験デバイスのための技術の必要性があることが理解されよう。その上、ロジックプローブの診断用試験などの他の試験機能を単一ユニットへと組み合わせる診断用回路試験デバイスのための技術の必要性が存在する。加えて、電気的問題の診断を加速するために、重要な測定機能を単一機器へと組み合わせることができる診断用回路試験デバイスのための技術の必要性が存在する。最後に、最小限の数の部品しか含まず、低コストであって携帯型の、使いやすい診断用回路試験デバイスのための技術の必要性が存在する。

マルチメータ機能を有し、電気システムの複数のパラメータを給電状態および非給電状態のうち少なくとも１つにおいて選択的に測定するために電気システムに電流供給を提供するように構成されている診断用回路試験デバイスのための装置が提供される。診断用回路試験デバイスが備える導電性プローブ要素は、電気システムと接触するように配置され、電気システムに入力信号を供給するように構成される。電源は、内部電源と導電性プローブ要素の間で相互に接続されている。電気システムに供給された入力信号を操作し、入力信号に応答して出力信号を受け取るように構成された１つまたは複数のプロセッサが、導電性プローブ要素に対して電気的に接続されている。出力信号は、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表すものである。表示デバイスは、パラメータを表す出力信号の読取り値を表示するように構成され、１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されている。診断用回路試験デバイスは、パラメータの測定中に導電性プローブ要素にエネルギーを与えると電気システムの選択的給電を可能にするように構成されている。

例示的実施形態では、マルチメータ機能を有し、電気システムの複数のパラメータを給電状態および非給電状態のうち少なくとも１つにおいて選択的に測定するために電気システムに電流供給を提供するように構成されている診断用回路試験デバイスのための装置は、電気システムと接触して配置され、電気システムに入力信号を供給するように構成される導電性プローブ要素と、内部電源と導電性プローブ要素の間で相互に接続されている電源と、導電性プローブ要素に対して電気的に接続されている１つまたは複数のプロセッサであって、電気システムに供給された入力信号を操作し、入力信号に応答して、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表す出力信号を受け取るように構成される１つまたは複数のプロセッサと、１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されている表示デバイスであって、パラメータを表す出力信号の読取り値を表示するように構成される表示デバイスとを備え、診断用回路試験デバイスは、パラメータの測定中に導電性プローブ要素にエネルギーを与えると電気システムの選択的給電を可能にするように構成されている。

別の例示的実施形態では、診断用回路試験デバイスはアクティブモードとパッシブモードのうちの１つの間で切換え可能に構成されており、アクティブモードは電気システムの給電中にパラメータを測定することによって定義され、パッシブモードは電気システムに給電せずにパラメータを測定することによって定義される。別の例示的実施形態では、１つまたは複数のプロセッサに電気的に接続された圧電素子をさら備え、１つまたは複数のプロセッサは、パラメータのうち少なくとも１つを測定している間に、圧電素子に可聴音を発生させるように構成されている。別の例示的実施形態では、表示デバイスは液晶表示器である。

別の例示的実施形態では、試験デバイスを外部電源に接続するように構成された１対の電力導線をさらに備える。別の例示的実施形態では、アース源に接続されるように構成されたアース導線をさらに備える。別の例示的実施形態では、パラメータの各測定モード間の切換えを可能にするように構成されたキーパッドをさらに備える。別の例示的実施形態では、試験デバイスによって測定可能なパラメータは、回路の導通、抵抗、電圧、電流、負荷インピーダンス、および周波数のうち少なくとも１つを含む。

別の例示的実施形態では、１つまたは複数のプロセッサに接続されており、導通測定に応答して照光するように構成された少なくとも１つの信号ランプをさらに備える。別の例示的実施形態では、少なくとも１つの信号ランプは発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成されている。別の例示的実施形態では、１つまたは複数のプロセッサに接続されており、導電性プローブ要素に隣接した領域を照光するように構成された少なくとも１つの照明ランプをさらに備える。別の例示的実施形態では、照明ランプは発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成されている。

別の例示的実施形態では、１つまたは複数のプロセッサは、リレースイッチの試験のため電気システムに所定の時間間隔で給電するために導電性プローブ要素に周期的にエネルギーを与えさせるように構成されている。別の例示的実施形態では、パラメータの各測定の間の切換えを可能にするように構成されたキーパッドをさらに備える。別の例示的実施形態では、診断用回路試験デバイスは、パラメータの測定中に導電性プローブ要素にエネルギーを与えると電気システムの選択的給電を可能にするように構成されており、１つまたは複数のプロセッサは、電気機械デバイスの試験のため電気システムに所定の時間間隔で給電するために導電性プローブ要素に周期的にエネルギーを与えさせるように構成されている。別の例示的実施形態では、電気機械デバイスはリレースイッチである。別の例示的実施形態では、１つまたは複数のプロセッサは、スピーカおよびに表示デバイスに、それぞれ可聴信号の発生および出力信号の読取り値の表示を同時に行わせるように構成されている。

以下の図面は本開示の実施形態に関係するものである。

本開示による診断用回路試験デバイスの例示的実施形態の側面図である。 本開示による診断用回路試験デバイスの例示的実施形態の近接図である。 本開示による診断用回路試験デバイスの例示的実施形態の上面図である。 図１Ａ−図１Ｃに示された本開示による診断用回路試験デバイスの第１の実施形態に関連した機能と第２の実施形態と関連した機能の比較を示す表である。 図１Ａ−図１Ｃに示された本開示による診断用回路試験デバイスの第１の実施形態に関連した仕様と第２の実施形態と関連した仕様の比較を示す表である。

本開示には様々な修正形態および代替形態の可能性があるが、その特定の実施形態が図面に例として示されており、本明細書で詳細に説明されることになる。本発明は開示された特定の形式に限定されず、それどころか、本開示の趣旨および範囲に入るすべての修正形態、均等物、および代替形態を対象として含むように意図されていることを理解されたい。

以下の説明では、本開示の完全な理解を提供するために、多くの特定の詳細が記載される。しかしながら、当業者には、本明細書で開示される本発明は、これら特定の詳細なしで実践され得ることが明らかであろう。他の事例では、「第１の回路」など、特定の数値の参照がなされることがある。しかしながら、特定の数値の参照は、文字通りの順序と解釈されるのでなく、むしろ「第１の回路」が「第２の回路」と異なると解釈されたい。したがって、記載される特定の詳細は単なる例示である。特定の詳細は本開示から変化され得、依然として本開示の趣旨および範囲に入るように企図され得る。「結合された」という用語は、構成要素に対して直接接続されていること、または別の構成要素を介して間接的に接続されていることのいずれかを意味するものと定義される。さらに、本明細書で使用される場合、任意の数値または範囲に関する「約」、「ほぼ」、または「実質的に」といった用語は、本明細書で説明されるその意図された目的のために機能するように、構成要素の部分または集合が本明細書で説明されるその意図された目的のために機能することを可能にする適切な寸法公差を示す。

一般に、本開示が説明する、診断用回路試験デバイスのための装置は、マルチメータ機能を有し、電気システムの複数のパラメータを給電状態および非給電状態のうち少なくとも１つにおいて選択的に測定するために電気システムに電流供給を提供するように構成されている。診断用回路試験デバイスが備える導電性プローブ要素は、電気システムと接触して配置され、電気システムに入力信号を供給するように構成される。電源は、内部電源と導電性プローブ要素の間で相互に接続されている。電気システムに供給された入力信号を操作し、入力信号に応答して出力信号を受け取るように構成された１つまたは複数のプロセッサが、導電性プローブ要素に対して電気的に接続されている。出力信号は、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表すものである。表示デバイスは、パラメータを表す出力信号の読取り値を表示するように構成され、１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されている。診断用回路試験デバイスは、パラメータの測定中に導電性プローブ要素にエネルギーを与えると電気システムの選択的給電を可能にするように構成されている。

図１Ａ−図１Ｃは、電気システムに電流供給を提供する一方で電気システムの複数のパラメータを選択的に測定するためのマルチメータ機能ももたらすように特に構成された診断用回路試験デバイス１００の例示的実施形態を示す。有利には、診断用回路試験デバイス１００は、アクティブの比較的大電流の電気システムに対してさえ、データ収集を容易にするように独自に構成されている。より具体的には、診断用回路試験デバイス１００は、電気システムを通って流れる電流にアクセスすることを可能にするように特に構成されており、マルチメータによって一般に実施される、回路の内部の電圧、電流、および抵抗の測定などの様々な他の機能に加えて、負荷時インピーダンス、波形（たとえば変動、周波数／速度）、および電流ドレインを特徴付ける能力を含む。いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００の独自の構成により、従来技術の電気的試験デバイスに対して大抵の場合必要とされるクリップ式電流センサの必要性が解消する。さらに、診断用回路試験デバイス１００の独自の構成により、個別の電力ケーブルとプローブ要素の接続の必要性が解消する。

図１Ａは、診断用回路試験デバイス１００の側面図を示す。図１Ｂは診断用回路試験デバイスの近接図を示し、図１Ｃは診断用回路試験デバイスの上面図を示す。図１Ａ−図１Ｃに示されるように、診断用回路試験デバイス１００は遠位プローブチップ１０８を伴う導電性プローブ要素１０４を備え、どちらもハウジング１１２によって支持されてハウジング１１２から遠位へ突出する。ハウジング１１２は、ハンドル部分１１６および延長部分１２０を備える。図１Ａに最もよく示されるように、ハンドル部分１１６は、手の中に適切に握られる一方で、遠位プローブチップ１０８を測定が望まれる様々な電気部品と接触させるように、延長部材１２０を所望の方向へ向けるように構成されている。診断用回路試験デバイス１００が、導電性プローブ要素１０４にエネルギーを与えると供試の電気システムの選択的給電を可能にする一方で電気システムのパラメータを測定するように構成されるように、ハウジング１１２が、少なくとも電源、内部電源、１つまたは複数のプロセッサ、近位表示デバイス１２４、ならびに他の様々な内部構成要素のための保護エンベロープとしての働きをすることが理解されよう。

導電性プローブ要素１０４は、電気システムに入力信号を供給するばかりでなく、供試の電気システムと接触して配置されるように構成されている。図１Ａ−図１Ｃに示された実施形態では、電源は、内部電源と導電性プローブ要素１０４の間で相互に接続されている。内部電源は、ハウジング１１２の内部の内蔵バッテリーとして構成され、電源と導電性プローブ要素１０４の間に相互に接続されるように構想されている。好ましくは、内蔵バッテリーは、壁コンセントなどの交流電源に接続されてハウジング１１２の充電ポートに受け入れられ得る充電ケーブルによって再充電可能である。いくつかの実施形態では、内蔵バッテリーは、自動車両のバッテリーなどの直流電源によって再充電可能であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、内蔵バッテリーは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）からのＵＳＢケーブルを受け取るＵＳＢインターフェースとして実装された充電ポートによって再充電可能であり得る。充電ポートと内蔵バッテリーの間に、内蔵バッテリーを充電するのに適している回路が相互に接続され得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、内部電源に加えて、または内部電源の代わりに、外部電源も使用され得る。いくつかの実施形態では、外部電源は、供試の電気システムを含んでいる自動車両のバッテリーとして構成され得る。しかしながら、他の実施形態では、外部電源は、自動車両のバッテリー以外の様々な実施形態に構成され得る。

いくつかの実施形態では、電源は、動作電圧が許容範囲から外れている可能性がある、といった条件下の１つまたは複数のプロセッサに対してリセット信号を供給する回路から成るマイクロプロセッサのリセット制御機構などのリセット制御機構に接続されてよい。さらに、電源が、好ましくは、診断用回路試験デバイス１００の内部のすべての回路に対して電圧調節された出力を供給するように構成されることが構想されている。理解されるように、電圧調節された出力が、好ましくはいかなる入力信号からも独立して、供試の電気システムに供給される。

１つまたは複数のプロセッサは、好ましくは導電性プローブ要素１０４に対して電気的に接続されており、入力信号に応答して出力信号を受け取るばかりでなく、電気システムに供給された入力信号を操作するように構成されている。出力信号が、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つの測定値を表すことが理解されよう。診断用回路試験デバイス１００の測定機能を操作し、かつ制御するとき、１つまたは複数のプロセッサは、診断用回路試験デバイス１００の様々な測定機能の制御を提供するように構成された実行可能なソフトウェアプログラムが与えられてよい。したがって、１つまたは複数のプロセッサは、診断用回路試験デバイス１００のすべての機能を制御する。

図１Ｂに最もよく示されるように、診断用回路試験デバイス１００の近位表示デバイス１２４は、好ましくはＬＣＤの種類のものであるが、表示デバイス１２４の他の実装形態が企図され得る。近位表示デバイス１２４は、供試の電気システムから抽出された出力信号の読取り値を表示するように構成され、１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されている。読取り値が、測定されているパラメータを表すことが理解されよう。いくつかの実施形態では、供試の電気システムの特定の動作パラメータの可聴式指示を提供するために、診断用回路試験デバイス１００の内部に可聴式デバイスが含まれ得る。たとえば、いくつかの実施形態では、可聴式デバイスは、電気システムの導通測定および電圧の極性に関する情報を供給するためのスピーカとして動作する圧電ディスクなどの圧電素子を備えてよい。

いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、アクティブモードとパッシブモードのうちの１つの間を自動的に切り換えるように構成されてよく、アクティブモードは、電気システムの給電中に電気システムのパラメータを測定することによって定義される。以前に言及されたように、バッテリーなどの内部電源または他の同等な電源によって電気システムに供給される電力は、電源を通じて向けられ導電性プローブ要素１０４に渡される。このように、導電性プローブ要素１０４は、供試の電気システムへ電流を運び得る。パッシブモードは、電気システムに電力を印加せずに電気システムのパラメータを測定することによって定義される。電力の印加は、１つまたは複数のプロセッサに接続されている図１Ｂに示されたキーパッド１２８によって制御され得る。

いくつかの実施形態では、表示デバイス１２４は、試験デバイス１００がパッシブモードであるのかそれともアクティブモードであるのか示すように構成され得る。いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００が含み得るスピーカ駆動回路は、スピーカ（すなわち圧電素子）に接続されており、スピーカが必要に応じて動作され得るように、１つまたは複数のプロセッサからの信号のフォーマッティングおよび変換を処理するように構成されている。同様に、表示器駆動回路は、１つまたは複数のプロセッサと表示デバイス１２４の間に接続されるように構想されており、１つまたは複数のプロセッサからの信号の、表示デバイス１２４による表示に適するフォーマットへのフォーマッティングおよび変換を処理するように構成されている。

いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は複数の機能または特徴を含み得、したがって複数のモードで動作してよく、それによって電気システムの各試験を行うように利用され得る。図２−図３は、図１Ａ−図１Ｃに示された診断用回路試験デバイス１００の第１の実施形態１３２と第２の実施形態１３６とに関連した多数の機能および仕様の比較を示す表である。したがって、いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、周波数および積算計の測定、電圧測定、抵抗測定、ならびに電流測定を実施するばかりでなく、デュアル導通テスタ、負荷インピーダンス検出器、ロジックプローブの検出器および発生器、ならびに過電流保護を伴う電力出力駆動回路として動作し得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、電圧測定機能および電流測定機能は、それぞれアナログ−デジタル変換機構を含み得る。その上、いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、供試の電気システムへの電流供給の適用のために、電気システムの電流と電圧を同時に測定してよい。

本明細書では機能の各々が個別の機能として論じられているが、電気システムの何らかの特定の測定を容易にするために、各機能の間で構成要素類が共有され得ることに留意されたい。その上、上記で論じられたように、１つまたは複数のプロセッサが、試験中に診断用回路試験デバイス１００の機能を制御することを理解されたい。電源および内部電源によってエネルギーを与えられたとき、前述のデュアル導通テスタの機能がプローブによって与えられる電流源とともに使用され得ることにも留意されたい。プローブによって与えられる電流源のそのような動作は、２００５年１月５日に出願された「Ｅｎｅｒｇｉｚａｂｌｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｓｔ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ａｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ」という名称の米国特許第７，１８４，８９９号に開示されたものの動作、および１９９２年１２月２２日に出願された「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｔｅｓｔｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｅｒｇｉｚａｂｌｅ Ｔｅｓｔ Ｐｒｏｂｅ」という名称の米国特許第５，３６７，２５０号に開示されたものの動作に類似しており、前記特許の各々は、引用によりその全体が本明細書に組み込まれており、本開示の一部分にされるものである。診断用回路試験デバイス１００のデュアル導通テスタの動作は、表示デバイス１２４およびリレー試験ポート１４０と組み合わせて、多極リレーの機能を試験するための非常に便利な手段を提供することが理解されよう。より具体的には、デュアル導通テスタは複数の接点の試験を可能にするように構成されており、リレーのコイル抵抗が容易に測定され得る。他の多くの試験構成が得られてよいことが理解されよう。

上記のように、診断用回路試験デバイス１００の電流供給機能は、米国特許第７，１８４，８９９号および米国特許第５，３６７，２５０号に示されて開示されたものに類似である。デュアル導通テスタが、診断用回路試験デバイス１００およびリレー試験ポート１４０の測定機能と結合されたとき、リレーデバイスの接点スイッチの試験が可能になる。たとえば、２つのリレーを有する電気システムでは、デュアル導通テスタは、２つのリレーのうちどちらが活性化されているかということ、および／またはどちらが非活性化されているかということを決定する能力を与える。いくつかの実施形態では、デュアル導通テスタは、多極／多接点のリレーまたはスイッチのものなど複数の接点の状態および使用可能性を検査するために使用され得る。

いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００の負荷インピーダンス検出器機能により、電気回路における電気的接合部を試験するときなど、電圧降下の大きさの測定が容易になる。負荷インピーダンス検出器機能は、ゆるい接続または腐食した接続がある可能性がある電力供給回路を試験するのに有用であることが理解されよう。以下でより詳細に説明されるように、導電性プローブ要素１０４が供試の電気システムに接続されているとき電気システムのインピーダンスが試験され得、診断用回路試験デバイス１００は、設定点（すなわち所定の電圧レベル）が規定された電圧限界を上回ったときなど、内部スピーカによって聞えるように、かつ／または表示デバイス１２４によって視覚的に、指示を提供してよい。

診断用回路試験デバイス１００のロジックプローブの発生器および検出器の機能は、導電性プローブ要素１０４によって電気システムのデバイスへ出力するためのシーケンスを生成する少なくとも１つの回路を備える。たとえば、電気システムの構成要素間の通信を評価するために、電気システムのデバイスにデジタルパルス列が入力されてよく、デジタルパルス列は、被試験デバイスの端子に（たとえば自動車両の制御ユニットと通信する走行記録計の間に）挿入される。いくつかの実施形態では、ロジックプローブの発生器および検出器の機能は、診断用回路試験デバイス１００に、信号のレベルならびに周波数を測定する能力をさらに与える。ハイ論理レベルおよびロー論理レベル、ならびに様々な周波数のパルス列が発生され得る。 診断用回路試験デバイス１００の周波数および積算計の測定機能により、供試の電気システムにおける電圧または電流の変動の割合を評価して、ある期間にわたる特定の状態の発生を蓄積することが容易になる。周波数および積算計の測定機能により、信号から周波数、毎分回転数（ＲＰＭ）、デューティサイクル、およびパルスの数を抽出するために波形の信号遷移を処理することが可能になる。周波数および積算計の測定機能のうち周波数の態様により、電気システムの周波数、ＲＰＭ、またはデューティサイクル成分を求めることが可能になる。周波数および積算計の測定機能のうち積算計の態様により、パルスまたはサイクルが蓄積され、診断用回路試験デバイス１００が、供試の電気システムから断続的な出力信号を測定して検査することが可能になる。いくつかの実施形態では、周波数および積算計の測定機能は、たとえばリレースイッチにおいて生じ得るようなスイッチの内部接点がバウンドする回数を測定するための手段を提供することにより、電気システムのスイッチを検査するための手段をさらに提供する。

電圧測定機能により、電気システムにおける高速の電圧測定が可能になる。電圧測定機能により、診断用回路試験デバイス１００は、信号の正のピークと負ピークをサンプリングして検出すること、ならびに信号の平均を検出し、測定して、信号読出しの結果を表示デバイス１２４に表示することが可能になる。電圧測定機能により、電圧降下試験と、電圧過渡現象試験と、電圧変動またはリップルの試験とが簡単になることが理解されよう。

過電流防護機能を有する電力出力駆動回路は、電源から導電性プローブ要素１０４に通されて最終的に供試の電気システムへ流れ込む電流の量を調節するように、診断用回路試験デバイス１００のための緩衝段またはトランジスタを用意する。加えて、いくつかの実施形態では、電力出力駆動回路は、適切な駆動インピーダンスを確立して、電気的過渡現象による被害から診断用回路試験デバイス１００を保護できる。

電流測定機能により、電気システムに通される入力信号に与えられた負荷において消費される電流をサンプリングして検出することなど、診断用回路試験デバイス１００による高速の電流測定が容易になる。そのような消費電流は、好ましくは表示デバイス１２４に表示される。

図１Ａ−図１Ｃを再び参照して、ハウジング１１２が包含している少なくとも１つの回路基板組立体が備える回路基板上に、１つまたは複数のプロセッサおよび表示デバイス１２４が、電源、リセット制御機構、ならびにスピーカおよび表示器の駆動回路とともに密封されて相互に接続され得ることが構想されている。図１Ｃに最もよく示されるように、ハウジング１１２が備える左側のシェル１４４と右側のシェル１４８は、機械的締結具などによって互いに締結されてよい。いくつかの実施形態では、ハウジング１１２の左側のシェル１４４および右側のシェル１４８は、ハウジング１１２から延在する吊り下げ用のループをもたらすように構成されてよく、それによって診断用回路試験デバイス１００が、ケーブルまたはフックなどの固定された物体に取り付けられ得、または同物体から吊り下げられ得ることが構想されている。

図１Ａでわかるように、ハウジング１１２の左側のシェル１４４が含むリレー試験ポート１４０はＵＳＢインターフェースも備え、それによって、診断用回路試験デバイス１００がパーソナルコンピュータ（ＰＣ）とインターフェースが取られ得る。ＵＳＢインターフェースは、表示デバイス１２４に隣接した場所に配設されている回路基板上に配置された１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されているキーパッド１２８上のボタン１７２によって活性化および非活性化され得る。図１Ｃに最もよく示されるように、診断用回路試験デバイス１００は極性スイッチ１５２をさらに備え、それによって導電性プローブ要素１０４が正の電気的極性と負の電気的極性のうちの１つの間で切り換えられ得る。

ハンドル部分１１６の底部端において、ハウジング１１２に開口が形成されており、これを通って電力ケーブル１５６が突出する。いくつかの実施形態では、電力ケーブル１５６は、好ましくは１つの正の導線と１つの負の導線から成る１対の電力導線（図示せず）を伴って構成されている。図１Ａ−図１Ｃに示された実施形態では、ハンドル部分１１６の底部端から延在する電力ケーブル１５６にはアース導線１６０も含まれる。電力ケーブル１５６とアース導線１６０の両方が絶縁された導体として構成されている。電力ケーブル１５６およびアース導線１６０はケーブルシースに包まれており、ケーブルシースは、電力ケーブル１５６上の過酷な歪みを防止するように、ハンドル部分１１６に形成されている開口の内部に取り付けられた張力緩和ブッシング１６８と、これと同軸の環状ブッシング１６４とを通り抜ける。

電力ケーブル１５６の遠位端は、対の電力導線のそれぞれの最遠端に配設された大電力わに口クリップなどの様々な電気的クリップまたは締結具のうち任意のものを備えてよい。非限定的な例として自動車両のバッテリーなどによる外部電源が使用される場合には、わに口クリップは、それへの接続を容易にするように構成されてよい。この点では、負の電力導線が黒色のわに口クリップで与えられてよく、正の電力導線が赤色のわに口クリップで与えられてよい。アース導線１６０の終端にも、アース源に対する接続を容易にするためにわに口クリップが配設されてよい。しかしながら、上記で論じられた診断用回路試験デバイス１００の内蔵バッテリーは、好ましくは電源および導電性プローブ要素１０４に対する内部電源として動作するものであり、したがって電力導線を外部の電源に接続する必要がないことを理解されたい。

ハウジング１１２の内部の回路基板組立体に対して電力ケーブル１５６が電気的に接続されていることが理解されよう。前述のように、内蔵バッテリーが備える内部電源に接続されている電源は、回路基板組立体と一体化されており、最終的に、延長部分１２０から遠位へ延在する導電性プローブ要素１０４に接続されている。いくつかの実施形態では、しかしながら、外部電源が、電力ケーブル１５６によって電源に接続されてよく、電源は回路基板組立体と一体化されており、最終的に、導電性プローブ要素１０４に接続されている。前述のように、導電性プローブ要素１０４は、その最遠端に遠位プローブチップ１０８を備える。有利には、導電性プローブ要素１０４および遠位プローブチップ１０８は、プローブジャック（図示せず）によって診断用回路試験デバイス１００から取外し可能に構成されており、プローブジャックには、供試の電気システムを検査するために様々な試験用の電気的付属品が挿入され得る。

いくつかの実施形態では、延長部分１２０の遠位端は、ハウジング１１２の内部に形成された開口部または開口を備え、これを通って照明ランプが少なくとも部分的に延在する。遠位プローブチップ１０８に隣接した領域を照光するために、任意選択で照明ランプが設けられてよい。４つの開口および４つの照明ランプが利用され得るように構想されているが、任意数のものが設けられてよい。照明ランプは、好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成され得るように企図されている。照明ランプは、表示デバイス１２４に隣接する場所に配設されている回路基板上に配置された１つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されているキーパッド１２８上のボタン１７６によって活性化および非活性化され得る。

前述のように、ハウジング１１２の内部に、液晶表示器（「ＬＣＤ」）として構成され得る表示デバイス１２４が取り付けられてよい。表示デバイス１２４ならびにハウジング１１２の内部を保護するために、表示器オーバーレイが含まれてよく、好ましくは、全体的に、ハウジング１１２の外部と同一平面に、または同じ高さに配設される。いくつかの実施形態では、表示器オーバーレイは、診断用回路試験デバイス１００と一体化されたキーパッド１２８のための防護壁を形成するように構成され得る。

前述したように、キーパッド１２８により、１つまたは複数のプロセッサによる、診断用回路試験デバイス１００の機能を制御するための操作が可能になる。キーパッド１２８は任意数のキーから成り得るが、診断用回路試験デバイス１００の動作のためには好ましくは８つのボタンを備える。キーパッド１２８の８つのボタンは、診断用回路試験デバイス１００の様々な測定モード間の選択的切換えを可能にするように構成され得る。

いくつかの実施形態では、キーパッド１２８により、ＡＣ電圧およびＤＣ電圧の測定値、電気回路の抵抗、電気回路の内部に流れる電流、信号の周波数などの各種パラメータの測定および表示を構成することが容易になり得る。より具体的には、診断用回路試験デバイス１００は、回路の導通、抵抗、電圧、電流、負荷インピーダンス、ならびに周波数、ＲＰＭおよびパルス計数といったパラメータのうち少なくとも１つを測定することができるように操作され得る。いくつかの実施形態では、キーパッド１２８を操作することにより、さらなる測定モードが促進され得る。たとえば、供試の電気回路に対して、周波数、ＲＰＭ、デューティサイクルおよび積算計の測定が実施され得る。いくつかの実施形態では、インピーダンスを試験するばかりでなく、信号のレベルおよび周波数が測定され得る。

回路基板組立体は、ハウジング１１２に形成された開口を通って部分的に突出する少なくとも１つのヒューズを備え得ることが理解されよう。いくつかの実施形態では、ヒューズは、試験デバイス１００の回路の被害を防止するための安全対策として診断用回路試験デバイス１００に組み込まれてよい。いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、設定可能なトリップレベルおよび手動の回路遮断器リセットを備え得る電子回路遮断器などの回路遮断器を備え得る。

前述のように、診断用回路試験デバイス１００のいくつかの実施形態は、供試の電気システムの特定の動作パラメータの可聴式指示を提供するように構成された圧電素子などの可聴式デバイスを備え得る。図１Ｂに最もよく示されるように、キーパッド１２８はボタン１８４を備え、それによって圧電素子の動作が制御され得る。圧電素子は、診断用回路試験デバイスの回路基板組立体に組み込まれて、ハウジング１１２の内部の、可聴式指示を提供するのに適する位置に配設されていることが理解されよう。図１Ｂに示された実施形態では、診断用回路試験デバイス１００の種々に設定可能な運転モード中に生じ得るものなど、圧電素子によって発生された可聴音を伝送することができるように、ハウジング１１２において、表示デバイス１２４の上にスピーカ孔１８０が形成されている。

いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、ＬＥＤとして構成された追加のランプを備えてよく、これはハウジング１１２に形成された開口を通って突出してよい。そのようなＬＥＤは、１つまたは複数のプロセッサに接続され得て、診断用回路試験デバイス１００に電力が印加されているかどうかを示すための手段を提供し得ることが構想されている。その代わりに、またはそれに加えて、ハウジング１１２を通って突出するＬＥＤは、非活性化されてヒューズ切断の発生を示す、電力が正常であることの表示器としても構成され得る。

以前に論じられたように、診断用回路試験デバイス１００は、パッシブモードまたはアクティブモードのいずれかで動作されてよい。パッシブモードは、導電性プローブ要素１０４によって電力が供給されていない電気システムを測定することによって定義される。アクティブモードは、内部電源または外部電源などから導電性プローブ要素１０４を介して電気システムへ電力を印加している間に電気システムのパラメータを測定することによって定義される。診断用回路試験デバイス１００がデュアル導通テスタとして動作しているとき、以前に論じられたように、デュアル導通テスタは、導通の試験中に電気システムに電流を入力するために、内部電源または外部電源のいずれかによって与えられた電流源を使用してよい。したがって、供試の電気システムに電力が供給されるアクティブモードでは、診断用回路試験デバイス１００によって電気システムの特定の部分の導通が確認され得る。

いくつかの実施形態では、ゆるい接続または腐食した接続がある可能性がある電力供給回路における電気的接合部を試験するときなどには、電気システムの内部の電圧降下の大きさなど、負荷インピーダンスを検出する機能が促進されてよい。供試の電気システムは、評価されているものと表示デバイス１２４に表示されているものの間の差を用いて測定されてよい。いくつかの実施形態では、以前に論じられように、ロジックプローブの発生器および検出機能により、ハイ論理、ロー論理、およびパルス状論理信号に関する試験が容易になる。したがって、いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、適切な入力信号が供試の電気システムに入力され得るように、論理検出機能の多機能の操作を用いて供試の電気システムへの信号の強制を可能にするように構成される。

周波数および積算計の測定機能は、試験されている自動車両内のエンジンの気筒数と等価であり得る「分割比」を入力する能力をもたらすばかりでなく、電気システムからの信号の測定も容易にするものである。このように、診断用回路試験デバイス１００は、自動車両のエンジンが動作している回転速度を測定し得るものである。いくつかの実施形態では、電圧または電流の変動率が測定されてよく、パルスの周波数、デューティサイクルおよび数を抽出するために波形の信号遷移成分が解析されてよい。電圧測定機能に関して、診断用回路試験デバイス１００は、標準的な電圧計によって実施または測定されるものに類似の平均電圧を測定および表示すること、ならびに正のピーク電圧および負のピーク電圧を測定および表示することを行うことができる。重要なことには、負のピーク電圧を測定すると、故障ダイオードを有する交流発電機の電圧を測定して解析するのが容易になる。

いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００は、電圧降下試験およびバッテリー負荷試験、ならびに過渡現象電圧試験を実施することができるデジタル電圧計として動作され得る。さらに、いくつかの実施形態では、電力出力駆動回路と電流測定能力を組み合わせることにより、診断用回路試験デバイス１００は、電流と電圧を同時に測定することが可能になる。診断用回路試験デバイス１００は、アクティブモードにされ、次いで「ラッチされた」動作モードすなわち恒久的な動作モードにされてよく、ここにおいて、導電性プローブ要素１０４を介して供試の電気システムに一定電力が供給される。いくつかの実施形態では、診断用回路試験デバイス１００が「モーメンタリ」電力モードにされることがあり、ここにおいて、キーパッド１２８のボタン１８８の手動操作によって要求に応じて電力が供給され得る。

いくつかの実施形態では、１つまたは複数のプロセッサは、供試の電気システムの一部分である電気機械デバイスの試験のため、供試の電気システムに所定の時間間隔で給電するために導電性プローブ要素１０４に周期的にエネルギーを与えさせるように構成されてよい。このようにして試験され得る電気機械デバイスの例は、それだけではないが、リレースイッチ、ソレノイド、電動機などを含む。電力は、供試の電気システムに対して、たとえば１秒などの所定の時間間隔で自動的に断続して供給され得る。有利には、そのような変化するモードで電力を供給する能力により、リレースイッチなどの電気機械デバイスの適正動作を試験すること、ならびにそのような電気機械デバイスの位置を追跡することが可能になる。導電性プローブ要素１０４を介して電気システムへ電流を断続的に供給する内部電源を使用することにより、欠陥のあるリレースイッチに電力が断続的に印加されるので、ユーザは、クリック音を傾聴することによって、欠陥のあるリレースイッチの位置をより容易に突き止めることができる。欠陥のあるリレースイッチを検査するためのそのような方法は、自動車の内装に普通に見いだされるカーペット、シートおよび／またはプラスチック成形物の下に隠されている可能性があるリレースイッチを検出するのに特に役立ち得ることが理解されよう。

その上、診断用回路試験デバイス１００の様々な実施形態のどれもが、前述の特徴および機能のうち任意の１つまたは複数を制限なく備えてよい。たとえば、図２は、図１Ａ−図１Ｃに示された診断用回路試験デバイス１００の第１の実施形態に関連した機能と第２の実施形態に関連した機能の比較を示す。さらに、図３は、診断用回路試験デバイス１００の第１の実施形態に関する仕様と第２の実施形態に関する仕様の比較を示す。したがって、この診断用回路試験デバイスの実施形態には、多種多様な機能、特徴、仕様、および測定能力が、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく無制限に組み込まれ得ることを理解されたい。

本開示の実施形態が特定の変形形態および例示の図に関して説明されてきたが、当業者なら、本開示がこれらの説明された変形形態または図に限定されないことを理解するであろう。加えて、前述の方法およびステップが、特定の順序で生じる特定のイベントを示す場合、当業者なら、特定のステップの順序が変更され得ること、および、そのような変更が本開示の変形形態によるものであることを理解するであろう。加えて、ステップのうち特定のものが、可能であれば並行プロセスで同時に実施されてよく、ならびに、上記で説明されたように順次に実施されてもよい。本開示の趣旨の範囲内にあるかまたは特許請求の範囲に見いだされる実施形態と等価なものである本開示の変形形態の範囲では、この特許がそれらの変形形態も対象として含むものとする。したがって、本開示は、本明細書で説明された特定の実施形態によってではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものと理解されたい。

Claims (15)

1. マルチメータ機能を有し、電気システムの複数のパラメータを給電状態および非給電状態のうち少なくとも１つにおいて選択的に測定するために電気システムに電流供給を提供するように構成されている診断用回路試験デバイスであって、
   電気システムと接触して配置され、電気システムに入力信号を供給するように構成される導電性プローブ要素と、
   内部電源と導電性プローブ要素の間で相互に接続されている電源と、
   導電性プローブ要素に対して電気的に接続されている１つまたは複数のプロセッサであって、電気システムに供給された入力信号を操作し、入力信号に応答して、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表す出力信号を受け取るように構成される１つまたは複数のプロセッサと、
   １つまたは複数のプロセッサに対して電気的に接続されている表示デバイスであって、電気システムのパラメータのうち少なくとも１つを表す出力信号の読取り値を表示するように構成される表示デバイスとを備える、診断用回路試験デバイス。
2. アクティブモードとパッシブモードのうちの１つの間で切換え可能に構成されており、アクティブモードが電気システムの給電中にパラメータを測定することによって定義され、パッシブモードが電気システムに給電せずにパラメータを測定することによって定義される、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
3. １つまたは複数のプロセッサが、パラメータのうち少なくとも１つの測定中に、圧電素子に可聴音を発生させるように構成されている、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
4. 試験デバイスを外部電源に接続するように構成された電力導線と、電気的アース源に接続するように構成されたアース導線との対をさらに備える、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
5. パラメータの各測定モードの間で切り換えることを可能にするように構成されたキーパッドをさらに備える、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
6. 試験デバイスによって測定可能なパラメータが、回路の導通、抵抗、電圧、電流、負荷インピーダンス、および周波数のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
7. １つまたは複数のプロセッサに接続されており、導通測定に応答して照光するように構成された少なくとも１つの信号ランプをさらに備える、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
8. 少なくとも１つの信号ランプが少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項７に記載の診断用回路試験デバイス。
9. １つまたは複数のプロセッサに接続されており、導電性プローブ要素の近くの領域を照光するように構成された少なくとも１つの照明ランプをさらに備える、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
10. 照明ランプが少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）を備える、請求項９に記載の診断用回路試験デバイス。
11. １つまたは複数のプロセッサが、リレースイッチの試験のため電気システムに所定の時間間隔で給電するために導電性プローブ要素に周期的にエネルギーを与えさせるように構成されている、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
12. パラメータの各測定の間で切り換えることを可能にするように構成されたキーパッドをさらに備える、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
13. パラメータの測定中に導電性プローブ要素にエネルギーを与えると電気システムの選択的給電を可能にするように構成されており、１つまたは複数のプロセッサが、電気機械デバイスの試験のため電気システムに所定の時間間隔で給電するために導電性プローブ要素に周期的にエネルギーを与えさせるように構成されている、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。
14. 電気機械デバイスがリレースイッチである、請求項１３に記載の診断用回路試験デバイス。
15. １つまたは複数のプロセッサが、スピーカおよび表示デバイスにそれぞれ、可聴信号の発生および出力信号の読取り値の表示を同時に行わせるように構成されている、請求項１に記載の診断用回路試験デバイス。

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