JP2019144247A - 異常監視を伴う平均化基準 - Google Patents

Abstract

【課題】異常監視を伴う平均化基準を提供する。【解決手段】２つ以上の基準量（例えば、基準電圧電位）の平均を生成し、電圧基準電位の完全性を監視する。従来の技術と比較して改善された精度およびより正確な監視を伴う基準を作り出す。監視回路３１０と、複数の基準信号を受信し、かつ受信した複数の基準信号に基づいて平均化された基準信号を作り出すように構成された平均化回路３２０とを含む異常監視回路３００。【選択図】図３Ａ

Description

本明細書は一般に電気回路に関し、より具体的には、異常監視を伴う平均化基準に関する。

電子機器の機能安全性への関心が高まっているが、一部は自動運転車や先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）を含む自動車開発の動向によるものである。安全性を重視することは、システムの健全性を管理し、潜在的な障害を指示するための回路技術の開発を推進している。一例では、電子回路を使用して、車両の電力、制動、操舵、または他のシステムを制御することができる。これらの電子回路は、例えばこれらの回路またはこれらの回路によって制御されるシステムが適切に機能しているかどうかを判定するために、真のソースとして基準信号に頼ることができる。基準が配置されているシステムの安全性を向上させるために、そのような基準の正確さまたは完全性を検証することは、追加の回路および基準の使用を必要とする可能性がある。これらの追加の回路および基準はシステムに不確実性を追加する可能性があり、これはシステムの全体的な安全性および信頼性を低下させる可能性がある。

本開示は、２つ以上の基準量（例えば、基準電圧電位）の平均を生成し、電圧基準電位の完全性を監視する構造および方法を説明する。本技術は、従来の技術と比較して改善された精度およびより正確な監視を伴う基準を作り出す。例えば、本技術は、監視回路と、複数の基準信号を受信し、かつ受信した複数の基準信号に基づいて平均化された基準信号を作り出すように構成された平均化回路とを含む異常回路を提供する。いくつかの実施例では、監視回路は、平均化回路から平均化された基準信号を受信し、平均化された基準信号を複数の基準信号の各々と比較し、平均化された基準信号が複数の基準信号のうちの少なくとも１つから少なくとも閾値だけ外れるとき、異常信号を生成するように構成されている。
本発明は、例えば、以下を提供する。
（項目１）
基準信号を監視する回路であって、
監視回路と、
平均化回路であって、
２つ以上の基準信号を受信し、かつ
合成基準信号を生成するように構成され、前記合成基準信号が前記２つ以上の基準信号の合成分散よりも小さい分散を含む、平均化回路と、を備えており、
前記監視回路は、
前記合成基準信号と前記２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号とを比較し、
前記比較が特定の基準に違反しているという指示に応答して、異常信号を生成するように構成されている、回路。
（項目２）
前記判定に先立って、前記合成基準信号または前記少なくとも１つの基準信号を指示された信号許容範囲だけ調整するように構成されたエラー回路をさらに備える、上記項目に記載の回路。
（項目３）
前記２つ以上の基準信号のうちの前記第１の基準信号と前記２つ以上の基準信号のうちの第２の基準信号との間で前記少なくとも１つの基準信号の選択を切り替える制御回路をさらに備える、上記項目のいずれか一項に記載の回路。
（項目４）
前記合成基準信号を生成するように構成された抵抗網をさらに備える、上記項目のいずれか一項に記載の回路。
（項目５）
前記合成基準信号は前記２つ以上の基準信号の平均を含む、上記項目のいずれか一項に記載の回路。
（項目６）
前記２つ以上の基準信号の各々が電圧基準を含む、上記項目のいずれか一項に記載の回路。
（項目７）
前記特定の基準は、前記合成基準信号と前記少なくとも１つの基準信号との差に対する閾値を含み、前記閾値は、前記２つ以上の基準信号のうちの前記少なくとも１つの基準信号に対する前記合成基準信号の比を使用して導出される、上記項目のいずれか一項に記載の回路。
（項目８）
基準信号の異常を検出するシステムであって、
２つ以上の基準信号を受信し、かつ前記２つ以上の基準信号を使用して合成信号を生成するように構成された平均化回路であって、前記合成信号が、前記２つ以上の基準信号の合計分散よりも小さい分散を有する、平均化回路と、
前記２つ以上の基準信号から基準信号を選択するスイッチ回路と、
エラーチェック信号を生成するように構成されたエラーチェック回路と、
コンパレータ回路であって、
前記エラーチェック信号を使用して前記合成信号を前記選択された基準信号と比較し、
前記合成信号が前記選択された基準信号から少なくとも閾値だけ外れたときに異常信号を生成するように構成された、コンパレータ回路と、を備える、システム。
（項目９）
前記合成信号は、前記２つ以上の基準信号の平均を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１０）
前記エラーチェック回路は、前記２つ以上の基準信号におけるエラーに対する指示されたシステム許容範囲に基づいて前記エラーチェック信号を生成するように構成されている、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１１）
前記平均化回路は、前記合成信号を生成するように構成された抵抗網を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１２）
前記２つ以上の基準信号の各々が電圧基準を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１３）
前記閾値は前記合成信号の小数値を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１４）
前記閾値は、前記２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号に対する前記合成基準信号の比を含む、上記項目のいずれか一項に記載のシステム。
（項目１５）
基準信号を監視する方法であって、
２つ以上の基準信号を受信することと、
前記２つ以上の基準信号を使用して平均化された基準信号を生成することと、
前記２つ以上の基準信号から基準信号を選択することと、
エラーチェック信号を使用して前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を調整することによって合成信号を生成することと、
前記選択された基準信号または前記平均化された基準信号を前記合成信号と比較することと、
前記比較に基づいて、異常状態が存在するかどうかを判定することと、
前記異常状態が存在するときに異常信号を生成することと、を含む、方法。
（項目１６）
異常状態が存在するかどうかを判定することは、前記選択された基準信号または前記平均化された基準信号が前記合成信号から少なくとも障害閾値だけ外れているかどうかを判定することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１７）
前記エラーチェック信号を使用して前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を調整することは、前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を前記エラーチェック信号と合成することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１８）
異常状態が存在しないとき、前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を負荷に提供することをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目１９）
前記平均化された基準信号を生成することは、抵抗網を使用して前記２つ以上の基準信号を平均化することを含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。
（項目２０）
前記選択された信号におけるエラーに対する指示された許容範囲に基づいて前記エラーチェック信号を判定することをさらに含む、上記項目のいずれか一項に記載の方法。

本技術の一定の特徴は添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、説明の目的のために、本技術のいくつかの実施形態を以下の図に記載する。

図１は、１つ以上の実施例に従った、平均化基準異常監視を実施し得る例示的なネットワーク環境を示す。

図２Ａは、１つ以上の実施例に従った、２つの個々の基準電圧電位を監視する従来の異常監視回路の一例の概略図を示す。

図２Ｂは、１つ以上の実施例に従った、図２Ａの従来の異常監視回路のためのエラー電圧範囲の一例の概念図を示す。

図３Ａは、１つ以上の実施例に従った、平均化された基準電圧電位を伴う異常監視回路の一例の概略図を示す。

図３Ｂは、１つ以上の実施例に従った、図３Ａの異常監視回路のためのエラー電圧範囲の一例の概念図を示す。

図４は、本技術の１つ以上の実施例に従った、平均化された基準を異常監視するための例示的なプロセスのフローチャートを示す。

本開示は、２つ以上の基準量（例えば、基準電圧電位）の平均または他の中心的傾向を生成し、平均化された基準信号の完全性を監視する異常監視回路を提供する。本技術は、従来の解決策と比較して改善された精度およびより正確な監視を伴う平均化された基準信号電位を作り出す。例えば、２つの電圧基準電位は互いに平均化され、互いにチェックされる。その結果、許容範囲は他の方法で発生する可能性があるのと同じように互いの上に重なることはない。代わりに、許容範囲は、それぞれのワーストケース許容範囲値が算術的に加算されるワーストケース実例と比較して改善された総許容範囲を提供するように互いに重複してもよい。

以下に記載される詳細な説明は、本技術の様々な構成の説明を意図しており、本技術が実施され得る唯一の構成を表すことを意図していない。添付の図面は本明細書に組み込まれ、詳細な説明の一部を構成する。詳細な説明は、本技術の完全な理解を提供する目的のための特定の詳細を含む。しかしながら、本技術は、本明細書に記載された特定の詳細に限定されず、１つ以上の実施例を使用して実施され得る。１つ以上の事例では、本技術の概念を曖昧にすることを回避するために、構造および構成要素がブロック図形式で示される。

図１は、１つ以上の実施例に従った、平均化基準異常監視を実施し得る例示的なネットワーク環境１００を示す。しかしながら、描写された構成要素のすべてが必要とされるわけではなく、１つ以上の実施例は図に示されていない追加の構成要素を含んでもよい。本明細書に記載の特許請求の範囲から逸脱することなく、構成要素の配置および種類を変更してもよい。追加の構成要素、異なる構成要素、またはより少ない構成要素を提供してもよい。

例示的なネットワーク環境１００は、伝送線１０８を介して電子装置１１０に接続されるいくつかの電子装置１０２Ａ〜Ｃを含む。電子装置１１０は、電子装置１０２Ａ〜Ｃを互いに通信可能に接続してもよい。１つ以上の実施例では、電子装置１０２Ａ〜Ｃのうちの１つ以上は、電子装置１１０のサポートなしなどで、互いに直接通信可能に接続される。例示的ネットワーク環境１００は、電子装置１１０に接続された電子装置１１２も含む。本実施例では、電子装置１１０は、電子装置１１２を電子装置１０２Ａ〜Ｃに通信可能に接続することができる。１つ以上の実施例では、電子装置１１２は電子装置１１０の一部である。

１つ以上の実施例では、１つ以上の伝送線１０８は、イーサネット（登録商標）、光ファイバー、同軸等の有線通信伝送線である。電子装置１１０は、スイッチデバイス、ルーティングデバイス、ハブデバイス、または一般に、電子装置１０２Ａ〜Ｃを通信可能に接続することができる任意のデバイスであってもよく、またはそれらを含んでもよい。電子装置１０２Ａ〜Ｃのいずれも、図３の異常監視回路３００を含んでもよく、またはそれであってもよく、または図４のプロセス４００を実施してもよい。

１つ以上の実施例では、例示的なネットワーク環境１００の少なくとも一部は、乗用車などの車両内に実装される。例えば、電子装置１０２Ａ〜Ｃは、パワートレインシステム、シャーシシステム、テレマティックスシステム、エンターテインメントシステム、カメラシステム、車線逸脱システムなどのセンサシステム、診断システム、または一般に車両内で使用され得る任意のシステムなどの車両内の様々なシステムを含んでもよく、またはそれらに接続されてもよい。図１では、電子装置１０２Ａは、前方カメラ、後方カメラおよび側面カメラなどのカメラ装置として描写されている。電子装置１０２Ｂは、局所診断システムなどのセンサとして描写されている。電子装置１０２Ｃはエンターテインメントシステムとして描写されている。電子装置１１２は、中央オンボード診断システムとして描写されている。１つ以上の実施例では、電子装置１１０および／または電子装置１０２Ａ〜Ｃのうちの１つ以上は、インターネットなどの公衆通信ネットワークに通信可能に接続されてもよい。

いくつかの実施例では、電子装置１１０は、１つ以上の電圧基準電位の異常監視などの機能安全技術を含む。例えば、電子機器がブレーキや乗用車のステアリングに接続されている場合、電気システムに冗長性があることが非常に重要である。集積回路では、基本的に、すべての回路が、基準が回路内の真のソースとして使用される可能性がある障害点を潜在的に有している。この点において、システム内のすべての単一回路の完全性をチェックしたいという要望がある。アプローチは、基準量（例えば、電圧基準電位）を生成する回路を適用することを含む。しかしながら、基準電位が正確であることを確認することは、主基準を確認するために別の基準を必要とし、許容範囲を見越す確認の前後に適用されるウィンドウが必要であるため、問題である。別の基準を使用して主基準の完全性がチェックされるとき、これら２つの電圧基準電位の許容範囲は互いの上に重なり合うので好ましくない。その結果、主基準は実質的に正確さが低下する。

図２Ａは、２つの個々の基準電圧電位を監視する異常監視回路２００の一例の概略図を示す。異常監視回路２００は、監視回路２１０を含む。監視回路２１０は、コンパレータ２１２、スイッチ２１４、およびエラーチェック回路２１６を含む。いくつかの実施例では、エラーチェック回路２１６は、コンパレータ２１２への入力のうちの１つとスイッチ２１４の出力のうちの１つとに直列接続された抵抗を含む。いくつかの実施例では、電子装置１１０は、異常監視回路２００であるか、またはその一部を含む。

コンパレータ２１２は、二次電圧基準２２２を一次電圧基準２２０と比較することができる。いくつかの実施例では、コンパレータ２１２はウィンドウコンパレータとすることができ、コンパレータ２１２は、基準電圧のうちの１つを、公称基準値よりも大きい第１の異常閾値と公称基準値よりも小さい第２の異常閾値とに関して追加されたオフセットと比較する。動作中、異常信号は、コンパレータ２１２から生成され得る。そのような異常信号は、異常が発生したことを示すために高い信号（例えば、指示された高閾値電圧と少なくとも同じくらい大きい電圧）値か、あるいは、異常が発生していないことを示す低い信号値（例えば、指示された低閾値電圧と少なくとも同じくらい小さい電圧）を有することができる。

いくつかの実施例では、コンパレータ２１２への入力は、コンパレータ２１２が２つの電圧基準の各々の他方に対する完全性をチェックすることができるように、交換することができる。エラーチェック回路２１６は、２つの電圧基準のうちの一方から受信した電圧または信号に追加値（例えば、オフセット信号またはオフセット値）を適用することができる。この追加値は、２つの電圧基準の単位例に応じて、電圧、電流、位相、または周波数とすることができる。この点において、２つの電圧基準は、２つの電圧基準によって生成された電圧が指示された閾値範囲または互いの値内にあることを確実にするために互いにチェックすることができる。指示された閾値範囲または値は、電圧基準の例に基づいて、電流または電圧である。指示された閾値は、エラーチェック回路２１６によって定義または設定することができる。エラーチェック回路２１６は、スイッチ２１４の第２の出力からの入力信号に適用することができるエラーチェック信号を作り出し、合成電圧信号２１８を作り出すことができる。例えば、エラーチェック信号（例えば、ＶＣＨＥＣＫ）は、２０ｍＶに設定することができる。この点において、一次電圧基準２２０が二次電圧基準２２２の２０ｍＶ（例えば、閾値範囲）内にある場合、異常状態は発生しない。一次電圧基準が２０ｍＶの範囲を超えて下降または上昇すると、異常信号が高くなる可能性がある。

いくつかの実施例では、異常監視回路２００は少なくとも２つのコンパレータ（図示せず）を含むことができる。第１のコンパレータを使用して、入力信号が指示された閾値範囲を上回るかどうかを判定することができる。第２のコンパレータを使用して、入力信号が指示された閾値範囲を下回るかどうかを判定することができる。図２Ａに示すように、単一のコンパレータ２１２をスイッチ２１４によって駆動することができる。スイッチ２１４は、オフセット信号を一次電圧基準２２０または二次電圧基準２２２に交互に印加するように、２つの電圧基準を切り替えることができる。いくつかの実施例では、オフセット信号（例えば、オフセットの大きさ）をエラーチェック回路２１６によって調整して、監視回路２１０に入力信号が指示された閾値範囲を上回るか下回るかを検出させることができる。

いくつかの実施例では、エラーチェック回路２１６が、チェックされている電圧基準に２０ｍＶのオフセット（例えば、２Ｖの２％）を印加する場合、コンパレータの入力に直列に接続された抵抗は１キロオーム（Ｋ−Ｏｈｍ）抵抗とすることができる。１Ｋ−Ｏｈｍ抵抗は、この抵抗を横切って２０ｍＶの降下を発生させるように、２０μＡを直列回路に流すことができる。エラーチェック信号（例えば、Ｖ_{ＣＨＥＣＫ}）の電圧レベルは、互いに対する２つの電圧基準電位の許容範囲に対応する安全限界とすることができる。このような許容範囲は、システムが２つの基準電圧間で安全に許容できる最大偏差量を指示する。

いくつかの実施例では、電圧基準の完全性は、一次電圧基準２２０を二次電圧基準２２２と比較することによってチェックすることができる。電圧基準が閾値電圧（例えば、ＶＣＨＥＣＫ）よりも大きく異なる場合、異常が宣言される可能性がある。そのような異常は、システムを安全な状態にするために使用することができる（例えば、システムをシャットダウンすることができ、補助基準を有効にすることができるなど）。しかしながら、各電圧基準のエラーまたは許容範囲（例えば、統計エラー）は独立したものとすることができる。ある電圧基準を使用して別の電圧基準の整合性をチェックすると、これらのエラーが複数回カウントされる。これにより、誤った異常が検出または報告される可能性がある。

誤った異常の検出を回避するために、監視回路２１０は、回路の通常のまたは公称の動作電圧範囲を含むのに十分大きいコンパレータウィンドウ（例えば、ＶＣＨＥＣＫ）を含むことができる。いくつかの実施例では、コンパレータウィンドウは、コンパレータエラーならびに一次電圧基準２２０および二次電圧基準２２２の総合許容範囲など、監視回路２１０の構成要素におけるエラーを明らかにするのに十分に広くすることができる。ただし、これらのエラーは無視できるほど小さい可能性がある。監視回路２１０はまた、異常が宣言される前に発生する可能性がある一次電圧基準（例えば、ＶＲＥＦ２２６）値の制限を見いだすかまたは明らかにするためのチェック限界許容範囲（例えば、Ｖ_{ＬＩＭＩＴ}）を含むことができる。

図２Ｂは、図２Ａに示すように、異常監視回路２００のためのエラーバジェット２５０の一例の概念図を示す。いくつかの実施例では、枠で囲まれた要素の垂直方向の高さは、信号パラメータが監視されている場合の大きさを表す。そのような信号パラメータは、電圧、電流、位相、周波数、または他の任意の測定可能な信号属性を含むことができる。枠で囲まれた要素の内側のラベルは、量またはバジェットパラメータを表す。

図２Ｂに示されるエラーバジェット２５０は、監視信号を使用する回路の通常動作中または公称動作中に監視信号（例えば、監視信号パラメータ）が変動する可能性がある範囲を指示することができる。図２Ｂに示すように、ΔＶＲＥＦ＿Ａは一次電圧基準の変動であり、ΔＶＲＥＦ＿Ｂは第２の電圧基準の変動である。いくつかのシナリオでは、ΔＶＲＥＦ＿ＡおよびΔＶＲＥＦ＿Ｂは反対方向にドリフトする可能性がある（例えば、ΔＶＲＥＦ＿Ａはその公称値から０．５％増加する一方、ΔＶＲＥＦ＿Ｂはその公称値から０．５％減少する）。ΔＶＲＥＦ＿ＡおよびΔＶＲＥＦ＿Ｂが各々、それぞれの基準電圧の公称値の２％である場合、監視回路２１０の他の構成要素または信号におけるエラーを無視すると、一次基準電圧（ＶＲＥＦ＿Ａ）変動チェックは＋／−２％に設定することができ、一方、二次電圧基準（ＶＲＥＦ＿Ｂ）の変動チェックは＋／−２％に設定できる。このシナリオでは、電圧変動限界（例えば、公称上限チェック限界）は、監視回路２１０による誤った異常宣言を防ぐために、監視される基準信号（例えば、ＶＲＥＦ−ＮＯＭ）の公称値から十分に離れていなければならない。これは、チェック限界設定点（例えばＶＣＨＥＣＫ２５２または２５４）がＶＲＥＦ＿ＡとＶＲＥＦ＿Ｂとの間のワーストケース最大差より大きいことが求められる。２５６および２５８に示されるように、ＶＣＨＥＣＫがΔＶＲＥＦ＿ＡとΔＶＲＥＦ＿Ｂとの間の差における最大変動よりも大きいとき、この条件は満たされる。

図３Ａは、２つ以上の基準電圧電位の平均を監視する異常監視回路３００の一例の概略図を示す。しかしながら、描写された構成要素のすべてが使用されるわけではなく、１つ以上の実施例は、図に示されていない追加の構成要素を含んでもよい。本明細書に記載の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなく、構成要素の配置および種類を変更してもよい。追加の構成要素、異なる構成要素、またはより少ない構成要素を提供してもよい。

異常監視回路３００は、監視回路３１０および平均化回路３２０を含む。いくつかの実施例では、電子装置１１０は、異常監視回路３００であるか、またはその一部を含む。監視回路３１０は、コンパレータ３１２、スイッチ３１４、およびエラーチェック回路３１６を含む。いくつかの実施例では、エラーチェック回路３１６は、平均化された基準電圧３２６の比を生成するために演算増幅器および抵抗を含む。他の実施例では、エラーチェック回路３１６は、コンパレータ３１２への入力の１つとスイッチ３１４の出力の１つに直列接続される抵抗を含む。

平均化回路３２０は、抵抗（例えば、抵抗ネットワーク）で形成された分圧器を含み、基準からコンパレータ３１２までの各信号経路は直列接続された抵抗を含む。いくつかの実施例では、直列接続された抵抗素子間の中間ノードは、平均化された基準信号を供給するために監視回路３１０への入力に接続される。特に、中間ノードは、スイッチ３１４への第２の入力に直接接続されている。抵抗は、いくつかの実施例では同じ値に一致させてもよく、または他の実施例では不一致にしてもよい。動作中、平均化回路３２０は複数の電圧基準（例えば３２２、３２４）信号を受信し、受信した電圧基準信号に基づいて平均化された基準電圧３２６を作り出す。いくつかの実施例では、平均化回路３２０は電圧基準信号を同時に平均化し、コンパレータ３１２は平均化された基準電圧３２６を電圧基準信号の１つと比較する。いくつかの実施例では、異常監視回路３００の平均化および監視技術は、電流、位相、または周波数など、電子回路で使用される他の量に適用することができる。いくつかの実施例では、平均化回路３２０は、基準信号を使用して演算を実行し基準信号の総変動よりも小さい変動を有する合成信号を生成する、任意の回路とすることができる。

動作中の異常監視回路３００には４つの異なる構成がある。第１の構成では、スイッチ３１４および３２８（以下、「スイッチ３２８」）は、電圧基準３２２（例えば、ＶＲＥＦ＿Ｃ）をコンパレータ３１２の非反転入力に接続し、平均化された基準電圧３２６（例えば、合成基準信号）をエラー補償信号３１８と共にコンパレータ３１２の反転入力に接続する。コンパレータ３１２は、電圧基準３２２が平均化された基準電圧３２６とエラー補償信号３１８との電圧和を超えたときに、異常状態が存在することを示す論理高信号を出力することができる。

第２の構成では、スイッチ３１４は平均化された基準電圧３２６をコンパレータ３１２の非反転入力に接続し、電圧基準３２２をエラー補償信号３１８と共にコンパレータ３１２の反転入力に接続する。コンパレータ３１２は、平均化された基準電圧３２６が基準電圧３２２とエラー補償信号３１８との電圧和を超えたときに、異常状態が存在することを示す論理高信号を出力することができる。

第３の構成では、スイッチ３１４は、電圧基準３２４ ＶＲＥＦ＿Ｄ）をコンパレータ３１２の非反転入力に接続し、平均化された基準電圧３２６をエラー補償信号３１８と共にコンパレータ３１２の反転入力に接続する。コンパレータ３１２は、電圧基準３２４が平均化された基準電圧３２６とエラー補償信号３１８との電圧和を超えたときに、異常状態が存在することを示す論理高信号を出力する。

第４の構成では、スイッチ３１４は平均化された基準電圧３２６をコンパレータ３１２の非反転入力に接続し、電圧基準３２４をエラー補償信号３１８と共にコンパレータ３１２の反転入力に接続する。コンパレータ３１２は、平均化された基準電圧３２６が基準電圧３２４とエラー補償信号３１８との電圧和を超えたときに、異常状態が存在することを示す論理高信号を出力する。

いくつかの実施例では、スイッチ３１４は、電圧基準３２２と電圧基準３２４との間の切り替え動作を制御する状態機械を実行するための制御回路または他のデジタル回路を含む。状態機械は、平均化されチェックされている電圧基準電位の数に応じて追加の状態を含み得る。動作中、スイッチ３１４は電圧基準３２２を選択し、状態機械の第１の状態の間に平均化された基準電圧３２６を電圧基準３２２と比較するためにコンパレータ３１２への接続を提供する。いくつかの実施例では、状態機械は次に第２の状態に遷移し、そこでスイッチ３１４は電圧基準信号３２４を選択し、平均化された基準電圧３２６を電圧基準３２４と比較するためにコンパレータ３１２への接続を提供する。いくつかの実施例では、コンパレータ３１２は、電圧基準信号の少なくとも１つが平均化された基準電圧３２６と比較された後に異常信号を発行する。他の実施例では、コンパレータ３１２は、電圧基準信号のすべてが平均化された基準電圧３２６と比較された後に異常信号を発行する。いくつかの実施例では、平均化回路３２０は、基準電圧電位の各々と対応するファンアウトされた平均電圧信号との間の個々の接続が基準電圧を同時に平均化し比較するように形成されるように、電圧基準電位の数に基づいて平均化された電圧信号を個々の信号経路にファンアウトする。

いくつかの実施例では、監視回路３１０は、比較を記憶モジュール（図示せず）で記録し、いくつかの実施例では基準電圧信号のうちの少なくとも１つが障害閾値を超えて逸脱するとき、または他の実施例では、基準電圧信号が障害閾値を超えて逸脱するとき、異常信号を発行する。

２つ以上の電圧基準（例えば、３２２、３２４）を平均化することによって、結果として生じる精度は、異常監視回路２００の精度よりも改善される。各基準の効果は、図２Ｂを参照して説明する電圧変動と比較して約半分に低減される。図３Ａに示すように、平均化された基準電圧（例えば、ＶＲＥＦ３２６）は各基準に対してチェックされる。これはまた、平均化回路３２０における問題、または平均化された基準信号を破壊する下流の回路による問題を示す。

図３Ｂは、図３Ａの異常監視回路のためのエラーバジェット３５０の一例の概念図を示す。しかしながら、描写された構成要素のすべてが使用されるわけではなく、１つ以上の実施例は、図に示されていない追加の構成要素を含んでもよい。本明細書に記載の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなく、構成要素の配置および種類を変更してもよい。追加の構成要素、異なる構成要素、またはより少ない構成要素を提供してもよい。

図３Ｂに示すように、公称上限に対する障害閾値は、（ΔＶＲＥＦ＿Ｃ＋ΔＶＲＥＦ＿Ｄ）／２に設定され、ここでΔＶＲＥＦ＿Ｃは一次電圧基準３２２の変動であり、ΔＶＲＥＦ＿Ｄは二次電圧基準３２４の変動である。同様に、公称下限に対する障害閾値は（ΔＶＲＥＦ＿Ｃ−ΔＶＲＥＦ＿Ｄ）／２に設定される。これらの規則に従って定義されている場合、上限および下限チェック限界（またはエラーチェックウィンドウ）の各々は、誤った異常を回避するのに十分な大きさに定義される。これらの要件に従って、障害閾値（例えば、３５２および３５４に示されるようなＶ_{ＣＨＥＣＫ}）は、図２Ｂに示される対応する障害閾値の約半分に設定される値を有しながら、誤った異常が確実にないように選択することができる。いくつかの実施例では、障害閾値は平均化された基準電圧３２６のごく一部として生成することができるので、いずれかの電圧基準電位におけるエラーは障害閾値（例えば、ＶＣＨＥＣＫ）にほとんど影響を及ぼさない。

いくつかの実施例では、障害閾値（すなわち、ＶＣＨＥＣＫ）は、監視回路３１０の精度を犠牲にすることなく、平均化された基準電圧３２６の比として設定することができる。これらの実施例では、電圧基準のうちの１つにおけるエラーが障害閾値に与える影響はごくわずかである。例えば、障害閾値（例えば、基準が平均化された基準から外れることを許容される量）が名目上＋／−０．５％に設定され、１つの基準が１％ドリフトする場合、障害閾値は０．５％の０．５％だけオフである（例えば、誤計算または推定される）。この点において、障害閾値比は、この（比較的小さい）効果を補償するように設定することができる。

いくつかの実施例では、電圧の平均化は３つ以上の基準電圧電位に拡張することができる。３つ以上の基準量が含まれる場合、どの基準が異常となったかを識別し、それに応じて反応する（例えば、異常となった基準を無効にしてユーザに通知する）ために「投票方式」を実施することができる。例えば、電圧基準電位の１つのみが異常を宣言している場合、異常となっている基準との接続を切断してシステム全体をオンラインに保つことができる。３つの基準電圧電位が導入されているときに、他の２つの電圧基準電位が異常を引き起こさない場合に限り、異常となっている基準との接続を切断することができる。

いくつかの実施例では、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）でサンプリングし、平均値を計算し、異なるＡＤＣ基準電位で複数のＡＤＣ変換を平均化することによって平均を計算しデジタル的にチェックし、結果を平均化および比較するなど、他の監視技術を使用することができる。いくつかの実施例では、一次電圧基準がＡＤＣの基準入力に印加され、ＡＤＣは二次電圧基準を測定するために周期的に使用される。二次基準電圧を測定するとき、期待値からのエラーをデジタル的に計算することができ、（エラーが許容範囲内である場合）ＡＤＣによって測定される他の量を測定基準エラーの半分だけデジタル的に調整することがでる。基準エラーが許容可能な範囲外であれば、それに応じて、異常を宣言したり、システム動作を無効にしたり変更したりできる。

図４は、本技術の１つ以上の実施例に従った、平均化基準を異常監視するための例示的な逐次プロセス４００のフローチャートを示す。さらに説明の目的で、逐次プロセス４００のブロックは、本明細書では連続的にまたは線形的に生じるものとして説明される。しかしながら、プロセス４００の複数のブロックが並行して発生してもよい。また、プロセス４００のブロックは、図示された順序で実行される必要はなく、および／またはプロセス４００のブロックのうちの１つ以上は実行される必要はない。

プロセス４００は動作４０１で始まり、ここで異常監視回路３００は２つ以上の基準信号の１組を受信または生成することができる。基準信号は、独立した電圧供給、電流源、または信号発生器などの実質的に独立した回路から受信され、またはそれらによって生成することができる。動作４０２で、異常監視回路３００は、平均化回路３２０を使用することなどによって、基準信号の組のうちの２つ以上を平均化して平均化された基準信号を生成することができる。動作４０３で、異常監視回路３００は、例えば制御回路の動作を介して、基準信号の組のうちの１つから基準信号を選択することができる。動作４０４において、異常監視回路３００は、選択された基準信号または平均化された基準信号をエラーチェック信号と組み合わせて合成信号を作り出すことができる。一実施例では、異常監視回路３００は、あるステップでＶＲＥＦ＿Ｃ（図３Ａ）をエラーチェック信号と合成することができ、別のステップでＶＲＥＦ＿Ｄ（図３Ａ）をエラーチェック信号と合成することができ、またはさらに別のステップで平均化された基準電圧をエラーチェック信号に合成することができる。動作４０５において、異常監視回路３００は、選択された基準信号または平均化された基準信号を合成信号と比較することができる。動作４０６において、異常監視回路３００は、比較に基づいて異常状態が存在するか否かを判定することができる。いくつかの実施例では、異常状態は、選択された基準信号または平均化された基準信号が少なくとも障害閾値だけ合成信号を超えることを指示することができる。動作４０７において、異常監視回路３００は、異常状態が存在しない場合に、平均化された基準信号（または選択された基準）をシステム基準電圧として負荷に提供することができる。動作４０８において、異常監視回路３００は、異常状態が存在するときに異常信号を生成することができる。

以下の実施例は本開示の様々な実施例を定義する。

実施例１は、基準信号を監視する回路であって、監視回路と、平均化回路であって、２つ以上の基準信号を受信し、かつ合成基準信号を生成するように構成され、合成基準信号が２つ以上の基準信号の合成分散よりも小さい分散を含む、平均化回路と、を備える。監視回路は、合成基準信号と２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号とを比較し、比較が特定の基準に違反しているという指示に応答して、異常信号を生成するように構成されている。

実施例２では、実施例１の主題は、判定に先立って、合成基準信号または少なくとも１つの基準信号を指示された信号許容範囲だけ調整するように構成されたエラー回路を含むように任意に構成される。

実施例３では、実施例１の主題は、２つ以上の基準信号のうちの第１の基準信号と２つ以上の基準信号のうちの第２の基準信号との間で少なくとも１つの基準信号の選択を切り替える制御回路を含むように任意に構成される。

実施例４では、実施例１の主題は、合成基準信号を生成するように構成された抵抗網を含むように任意に構成される。

実施例５では、実施例１の主題は、合成基準信号は２つ以上の基準信号の平均を含むように任意に構成される。

実施例６では、実施例１の主題は、２つ以上の基準信号の各々は電圧基準を含むように任意に構成される。

実施例７では、実施例１の主題は、特定の基準は、合成基準信号と少なくとも１つの基準信号との差に対する閾値を含み、閾値は、２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号に対する合成基準信号の比を使用して導出されるように、任意に構成される。

実施例８は、基準信号の異常を検出するシステムであって、２つ以上の基準信号を受信し、２つ以上の基準信号を使用して合成信号を生成するように構成され、合成基準信号は、２つ以上の基準信号の合計分散より小さい分散を有する、平均化回路と、２つ以上の基準信号から基準信号を選択するスイッチ回路と、エラーチェック信号を生成するように構成されたエラーチェック回路と、コンパレータ回路であって、エラーチェック信号を使用して合成信号を選択された基準信号と比較し、合成信号が選択された基準信号から少なくとも閾値だけ外れたときに異常信号を生成するように構成された、コンパレータ回路と、を備える、システム。

実施例９では、実施例８の主題は、合成信号は、２つ以上の基準信号の平均を含むように、任意に構成される。

実施例１０では、実施例８の主題は、エラーチェック回路は、２つ以上の基準信号におけるエラーに対する指示されたシステム許容範囲に基づいてエラーチェック信号を生成するように構成されるように、任意に構成される。

実施例１１では、実施例８の主題は、平均化回路は、合成信号を生成するように構成された抵抗網を含むように、任意に構成される。

実施例１２では、実施例８の主題は、２つ以上の基準信号の各々は電圧基準を含むように、任意に構成される。

実施例１３では、実施例８の主題は、閾値は合成信号の小数値を含むように、任意に構成される。

実施例１４では、実施例８の主題は、閾値は、２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号に対する合成基準信号の比を含むように、任意に構成される。

実施例１５は、基準信号を監視する方法であって、２つ以上の基準信号を受信することと、２つ以上の基準信号を使用して平均化された基準信号を生成することと、２つ以上の基準信号から基準信号を選択することと、エラーチェック信号を使用して平均化された基準信号または選択された基準信号を調整することによって合成信号を生成することと、選択された基準信号または平均化された基準信号を合成信号と比較することと、比較に基づいて、異常状態が存在するかどうかを判定することと、異常状態が存在するときに異常信号を生成することと、を含む、方法である。

実施例１６では、実施例１５の主題は、異常状態が存在するかどうかを判定することは、選択された基準信号または平均化された基準信号が合成信号から少なくとも異常閾値だけ外れているかどうかを判定することを含むように、任意に構成される。

実施例１７では、実施例１５の主題は、エラーチェック信号を使用して平均化された基準信号または選択された基準信号を調整することは、平均化された基準信号または選択された基準信号をエラーチェック信号と合成することを含むように、任意に構成される。

実施例１８では、実施例１５の主題は、異常状態が存在しないとき、平均化された基準信号または選択された基準信号を負荷に提供するように、任意に構成される。

実施例１９では、実施例１５の主題は、平均化された基準信号を生成することは、抵抗網を使用して２つ以上の基準信号を平均化することを含むように、任意に構成される。

実施例２０では、実施例１５の主題は、エラーチェック信号を判定することは、選択された信号におけるエラーに対する指示された許容範囲に基づくように、任意に構成される。

本明細書に記載されている非限定的な態様または実施例の各々は、それ自体が独立していてもよく、または様々な順列もしくは他の１つ以上の実施例との組み合わせにおいて組み合わせられてもよい。

上記の詳細な説明は、詳細な説明の一部を形成する添付の図面への参照を含む。図面は、例として、本発明の主題が実施され得る特定の実施形態を示す。これらの実施形態は、本明細書では「実施例」とも呼ばれる。そのような実施例は、図示または説明されたものに加えて要素を含み得る。しかしながら、本発明者らは、図示または説明されている要素のみが提供される実施例も意図している。さらに、本発明者らは、具体的な実施例（またはその１つ以上の態様）に関して、または本明細書に図示もしくは説明された他の実施例（またはその１つ以上の態様）に関してのいずれかで、図示または説明されたこれらの要素（またはその１つ以上の態様）の任意の組み合わせまたは順列を使用する実施例も意図している。

本文書と参照により組み込まれた文書との間で矛盾する用法がある場合、本文書における用法が規制する。

本文書では、特許文書で一般的であるように、「ａ」または「ａｎ」という用語は、「少なくとも１つ」または「１つ以上」の任意の他の事例または用法とは無関係に、１つ以上を含むように使用される。本明細書では、「または」という用語は、非排他的な「または」を指すために使用され、「ＡまたはＢ」は、特に明記しない限り「ＡしかしＢではなく」、「ＢしかしＡではなく」、ならびに「ＡおよびＢ」を含む。本明細書では、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「その中で（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」は、それぞれの用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」および「その中で（ｗｈｅｒｅｉｎ）」の平易な英語の等価物として使用される。また、以下の請求項において、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、無制限であり、すなわち、請求項においてそのような用語の後に列挙されるものに加えて要素を含むシステム、装置、物品、組成物、配合物またはプロセスは、依然としてその請求項の範囲内にあるとみなされる。さらに、以下の特許請求の範囲において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」などの用語は単にラベルとして使用されており、それらの目的に数値的要件を課すことを意図しない。

本明細書に記載の方法例は、少なくとも部分的に機械またはコンピュータで実施され得る。いくつかの実施例は、上記の実施例に記載されるような方法を実行するように電子装置を構成するように動作可能な命令で符号化されたコンピュータ可読媒体または機械可読媒体を含み得る。そのような方法の実装は、マイクロコード、アセンブリ言語コード、高水準言語コードなどのコードを含み得る。そのようなコードは、様々な方法を実行するためのコンピュータ可読命令を含み得る。コードはコンピュータプログラム製品の一部を形成してもよい。さらに、一実施例では、コードは、実行中または他のときなどに、１つ以上の揮発性、非一時的、または不揮発性の有形のコンピュータ可読媒体上に有形に格納することができる。これらの有形のコンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、取り外し可能な磁気ディスク、取り外し可能な光ディスク（例えば、コンパクトディスクおよびデジタルビデオディスク）、磁気カセット、メモリカードまたはスティック、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）などを含み得るが、これらに限定されない。

上記の説明は例示的であり、限定的ではない。例えば、上述の実施例（またはその１つ以上の態様）は互いに組み合わせて使用してもよい。上記の説明を検討すると、当業者によってなど、他の実施形態が使用されてもよい。要約は、読者が技術的開示の性質を迅速に確認することを可能にするために提供される。要約は、特許請求の範囲または意味を解釈または限定するために使用されることはないとの理解のもとに提出されている。また、上記の詳細な説明では、本開示を簡素化するために様々な特徴を一緒にグループ化してもよい。これは、請求されていない開示機能がいかなる請求にも不可欠であることを意図していると解釈されるべきではない。むしろ、本発明の主題は、具体的な開示実施形態のすべての特徴より少ない特徴にあり得る。したがって、以下の特許請求の範囲は、実施例または実施形態として詳細な説明に組み込まれ、各特許請求の範囲は独立した実施形態として独立しており、そのような実施形態は様々な組み合わせまたは順列で互いに組み合わせられてもよいことが意図される。本発明の主題の範囲は、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を有する等価物の全範囲と共に参照して判定されるべきである。

Claims (20)

1. 基準信号を監視する回路であって、
   監視回路と、
   平均化回路であって、
   ２つ以上の基準信号を受信し、かつ
   合成基準信号を生成するように構成され、前記合成基準信号が前記２つ以上の基準信号の合成分散よりも小さい分散を含む、平均化回路と、を備えており、
   前記監視回路は、
   前記合成基準信号と前記２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号とを比較し、
   前記比較が特定の基準に違反しているという指示に応答して、異常信号を生成するように構成されている、回路。
2. 前記判定に先立って、前記合成基準信号または前記少なくとも１つの基準信号を指示された信号許容範囲だけ調整するように構成されたエラー回路をさらに備える、請求項１記載の回路。
3. 前記２つ以上の基準信号のうちの前記第１の基準信号と前記２つ以上の基準信号のうちの第２の基準信号との間で前記少なくとも１つの基準信号の選択を切り替える制御回路をさらに備える、請求項１に記載の回路。
4. 前記合成基準信号を生成するように構成された抵抗網をさらに備える、請求項１に記載の回路。
5. 前記合成基準信号は前記２つ以上の基準信号の平均を含む、請求項１に記載の回路。
6. 前記２つ以上の基準信号の各々が電圧基準を含む、請求項１に記載の回路。
7. 前記特定の基準は、前記合成基準信号と前記少なくとも１つの基準信号との差に対する閾値を含み、前記閾値は、前記２つ以上の基準信号のうちの前記少なくとも１つの基準信号に対する前記合成基準信号の比を使用して導出される、請求項１に記載の回路。
8. 基準信号の異常を検出するシステムであって、
   ２つ以上の基準信号を受信し、かつ前記２つ以上の基準信号を使用して合成信号を生成するように構成された平均化回路であって、前記合成信号が、前記２つ以上の基準信号の合計分散よりも小さい分散を有する、平均化回路と、
   前記２つ以上の基準信号から基準信号を選択するスイッチ回路と、
   エラーチェック信号を生成するように構成されたエラーチェック回路と、
   コンパレータ回路であって、
   前記エラーチェック信号を使用して前記合成信号を前記選択された基準信号と比較し、
   前記合成信号が前記選択された基準信号から少なくとも閾値だけ外れたときに異常信号を生成するように構成された、コンパレータ回路と、を備える、システム。
9. 前記合成信号は、前記２つ以上の基準信号の平均を含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記エラーチェック回路は、前記２つ以上の基準信号におけるエラーに対する指示されたシステム許容範囲に基づいて前記エラーチェック信号を生成するように構成されている、請求項８に記載のシステム。
11. 前記平均化回路は、前記合成信号を生成するように構成された抵抗網を含む、請求項８に記載のシステム。
12. 前記２つ以上の基準信号の各々が電圧基準を含む、請求項８に記載のシステム。
13. 前記閾値は前記合成信号の小数値を含む、請求項８に記載のシステム。
    
14. 前記閾値は、前記２つ以上の基準信号のうちの少なくとも１つの基準信号に対する前記合成基準信号の比を含む、請求項８に記載のシステム。
15. 基準信号を監視する方法であって、
    ２つ以上の基準信号を受信することと、
    前記２つ以上の基準信号を使用して平均化された基準信号を生成することと、
    前記２つ以上の基準信号から基準信号を選択することと、
    エラーチェック信号を使用して前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を調整することによって合成信号を生成することと、
    前記選択された基準信号または前記平均化された基準信号を前記合成信号と比較することと、
    前記比較に基づいて、異常状態が存在するかどうかを判定することと、
    前記異常状態が存在するときに異常信号を生成することと、を含む、方法。
16. 異常状態が存在するかどうかを判定することは、前記選択された基準信号または前記平均化された基準信号が前記合成信号から少なくとも障害閾値だけ外れているかどうかを判定することを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記エラーチェック信号を使用して前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を調整することは、前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を前記エラーチェック信号と合成することを含む、請求項１５に記載の方法。
18. 異常状態が存在しないとき、前記平均化された基準信号または前記選択された基準信号を負荷に提供することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
19. 前記平均化された基準信号を生成することは、抵抗網を使用して前記２つ以上の基準信号を平均化することを含む、請求項１５に記載の方法。
20. 前記選択された信号におけるエラーに対する指示された許容範囲に基づいて前記エラーチェック信号を判定することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。