JP6591847B2 - センサ出力回路、装置、及び故障検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサ出力回路、装置、及び故障検出方法に関する。

自動車の電気／電子システムに関する機能安全規格であるＩＳＯ２６２６２が制定され、車載用半導体装置において、集積回路を電気的に接続するボンディングワイヤの断線、集積回路内部の異常など、半導体装置の故障を検出する要求が高まっている。車載用半導体装置は、比較的長い耐用期間が求められ、長期間にわたって高い温度等の厳しい環境内で高い電源電圧等の厳しい条件の下で使用されるため、故障する可能性が特に高い。

そこで、特許文献１には、同一の検出対象について同一の状態量を検出して検出結果に応じた検出信号をそれぞれ出力する複数の検出部を有するセンサ装置が開示されている。このセンサ装置は、複数の検出部からそれぞれ出力される複数の検出信号を相互に比較することで異常な検出信号を特定し、特定された異常な検出信号を除く残りの検出信号を用いて検出対象の状態量を定める。
特開２０１３−２５３８０６号公報

しかしながら、上記のセンサ装置は、複数の検出部を含むセンサ出力回路から故障を検出する制御回路に検出信号を伝送する複数の配線を必要とするため、通信方式、集積回路の実装等の自由度が低い。

本発明の第１の態様においては、第１センサ信号を入力して第１出力信号を出力する第１出力部と、第１出力部に電気的に接続されて第１出力信号を伝送する第１導線部と、第１導線部を介して入力される第１出力信号を外部出力するとともに、第１出力信号に応じた第２出力信号を出力する外部出力部と、外部出力部に電気的に接続されて第２出力信号を伝送する第２導線部と、第２導線部を介して入力される第２出力信号と、第１センサ信号に関連する参照信号と、に基づいて故障検出する故障検出部と、を備えるセンサ出力回路が提供される。

本発明の第２の態様においては、第１センサ信号から生成される第１出力信号を外部出力する第１外部出力部と、外部出力された第１出力信号が外部入力される第１外部入力部と、この第１外部入力部から入力される第１出力信号に応じた第２出力信号と第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出する故障検出部と、を有するセンサ出力回路と、外部出力された第１出力信号を外部入力する第２外部入力部と、第１出力信号を信号処理する信号処理部と、第２外部入力部から入力される第１出力信号を外部出力する第２外部出力部と、を有する制御回路と、第１外部出力部と第２外部入力部とを電気的に接続して、第１出力信号を伝送する第１信号線と、第２外部出力部と第２外部入力部とを電気的に接続して、第１出力信号を伝送する第２信号線と、を備える装置が提供される。

本発明の第３の態様においては、第１センサ信号から第１出力信号を生成して外部出力するとともに、第１出力信号に応じた第２出力信号を出力するステップと、第２出力信号と第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出するステップと、を備える故障検出方法が提供される。

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係るセンサ出力回路の基本構成を示す。 図１のセンサ出力回路による故障検出の手順を示す。 第１の変形例に係るセンサ出力回路の基本構成を示す。 図３のセンサ出力回路による故障検出の手順を示す。 第２の変形例に係るセンサ出力回路の基本構成を示す。 第３の変形例に係るセンサ出力回路の基本構成を示す。 センサ出力回路を実装する装置の基本構成を示す。 センサ出力回路の具体的構成を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係るセンサ出力回路１００の基本構成を示す。センサ出力回路１００は、通信方式、集積回路の実装等の自由度が高く、簡素な構成で、短い時間で故障検出可能なセンサ出力回路を提供することを目的とする。センサ出力回路１００は、第１及び第２検出部１１，１２、第１及び第２出力部２１，２２、外部出力部３０、故障検出部４０、第１〜第３信号線５１，５２，５３、並びに第１及び第２導線部６１，６２を備える。

第１及び第２検出部１１，１２は、同一の検出対象について同一の状態量を独立に検出して、その検出結果（検出量とも呼ぶ）を内在するセンサ信号をそれぞれ第１及び第２センサ信号として出力する。ここで、第２検出部１２は、第１検出部１１に対して冗長的に設けられ、第１検出部１１と同一の検出対象について同一の状態量を検出する。それにより、第２センサ信号は第１センサ信号と同一の期待値（後述する第１及び第２出力部２１，２２を介することで導出され得る検出量）を有することとなり、これを利用して故障検出において使用されるリファレンスを生成することができる。

第１及び第２出力部２１，２２は、センサ信号に基づいて検出量を導出し、その検出量を表す出力信号を出力する。第１出力部２１は、第１信号線５１を介して第１検出部１１に接続され、これから第１センサ信号を入力して第１検出部１１により検出された検出量を導出し、これを表す第１出力信号を出力する。第２出力部２２は、第２信号線５２を介して第２検出部１２に接続され、これらから第２センサ信号を入力して第２検出部１２により検出された検出量を導出し、これを表す信号を第１センサ信号に関連する参照信号として出力する。参照信号は、原理上、第１出力信号と同一の検出量を表す。従って、参照信号を故障検出におけるリファレンスとして使用することができる。

外部出力部３０は、第１検出部１１の検出結果をセンサ出力回路１００外に出力する（すなわち、外部出力する）。外部出力部３０は、センサ出力回路１００外に連絡する出力端子を有する。外部出力部３０は、第１導線部６１を介して第１出力部２１に接続され、これから入力される第１出力信号を出力端子を介して外部出力するとともに、第１出力信号に応じた第２出力信号を出力する。

故障検出部４０は、第２出力信号を用いてセンサ出力回路１００内の故障を検出する。故障検出部４０は、第２導線部６２を介して外部出力部３０に接続され、これから第２出力信号が入力される、すなわち外部出力部３０及び第２導線部６２を介して第１出力信号に応じた第２出力信号がループバックされる。また、故障検出部４０は、第３信号線５３を介して第２出力部２２に接続され、これから第１センサ信号に関連する参照信号が入力される。故障検出部４０は、第２出力信号と参照信号とに基づいて、例えば第２出力信号が表す検出量を参照信号が表す検出量と比較して、一致するか否かを判断することにより故障検出し、その結果を表す故障検出信号を外部出力する。

なお、故障検出部４０は、第２出力信号が表す検出量が参照信号が表す検出量に一致するか否か判断するに限らず、それらの差分が閾値内であるか否かを判断することで故障検出することとしてもよい。係る場合、差分が閾値以下である場合、故障は検出されず、差分が閾値を超える場合、故障が検出される。係る故障検出は、第１及び第２検出部１１，１２の製造ばらつき等により参照信号と第２出力信号とが同一の検出量を表さない場合に好適である。

第１〜第３信号線５１，５２，５３は、センサ信号又は参照信号を伝送する。第１信号線５１は、第１検出部１１と第１出力部２１とを電気的に接続して、第１検出部１１から出力される第１センサ信号を第１出力部２１に伝送する。第２信号線５２は、第２検出部１２と第２出力部２２とを電気的に接続して、第２検出部１２から出力される第２センサ信号を第２出力部２２に伝送する。第３信号線５３は、第２出力部２２と故障検出部４０とを電気的に接続して、第２出力部２２から出力される参照信号を故障検出部４０に伝送する。

第１及び第２導線部６１，６２は、出力信号を伝送する。第１導線部６１は、第１出力部２１と外部出力部３０とを電気的に接続して、第１出力部２１から出力される第１出力信号を外部出力部３０に伝送する。第２導線部６２は、外部出力部３０と故障検出部４０とを電気的に接続して、外部出力部３０から出力される第２出力信号を故障検出部４０に伝送する。ここで、第１及び第２導線部６１，６２は、外部出力部３０において電気的に接続される。それにより、外部出力部３０は、第１導線部６１を介する第１出力信号の入力に応じて、その第１出力信号を第２出力信号として第２導線部６２を介して出力する。

図２は、本実施形態のセンサ出力回路１００による故障検出手順２００を示す。

ステップ２０２では、センサ出力回路１００は、第１出力信号を生成して外部出力するとともに、第１出力信号に応じた第２出力信号をループバックする。センサ出力回路１００は、第１出力部２１により第１検出部１１の第１センサ信号から第１出力信号を生成し、これを第１導線部６１を介して外部出力部３０に伝送する。第１出力信号が外部出力部３０に伝送されると、センサ出力回路１００は、外部出力部３０により第１出力信号を外部出力するとともに、その第１出力信号に応じた第２出力信号を出力し、これを第２導線部６２を介して故障検出部４０に伝送する。

ステップ２０４では、センサ出力回路１００は、第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号から第１センサ信号に関連する参照信号を生成する。センサ出力回路１００は、第２出力部２２により、第１検出部１１と同一の検出対象について同一の状態量を検出する第２検出部１２の第２センサ信号から参照信号を生成し、これを第３信号線５３を介して故障検出部４０に伝送する。

ステップ２０６では、センサ出力回路１００は、第２出力信号と第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出する。センサ出力回路１００は、故障検出部４０により、これに入力された第２出力信号と参照信号とに基づいて、例えば第２出力信号が表す検出量を参照信号が表す検出量と比較して、一致するか否かを判断する。第２出力信号が表す検出量が参照信号が表す検出量に一致する場合、故障は検出されず、一致しない場合、故障が検出される。センサ出力回路１００は、故障検出の結果を表す故障検出信号を外部出力する。

上述の構成のセンサ出力回路１００によると、第１検出部１１の検出結果を第１導線部６１を介して外部出力部３０から外部出力するとともに、第２導線部６２を介して故障検出部４０にループバックしてリファレンスと比較することにより、即座に、センサ出力回路１００内の故障を検出する。従って、センサ出力回路１００内の故障を常時監視することが可能になる。なお、センサ出力回路１００内の故障として、信号生成の異常をもたらす第１及び第２検出部１１，１２、第１及び第２出力部２１，２２、並びに外部出力部３０の故障と、通信状態の異常をもたらす第１〜第３信号線５１，５２，５３並びに第１及び第２導線部６１，６２の故障と、を検出することができる。

なお、センサ出力回路１００において、外部出力部３０は、出力端子を有し、これを介して第１検出部１１の検出結果、すなわち第１出力信号を外部出力することとしたが、これに限らず、外部出力部３０は、さらに入力端子を有し、これを介して外部出力した第１出力信号をフィードバックして第１出力信号に応じた第２出力信号としてループバックすることとしてもよい。係る場合、第１及び第２導線部６１，６２は、外部出力部３０において、それぞれ出力端子及び入力端子に電気的に接続される。故障検出部４０により、外部出力された第１出力信号に応じた第２出力信号を用いて故障検出される。

なお、センサ出力回路１００では、第２出力部２２により、第２検出部１２の第２センサ信号から第１センサ信号に関連する参照信号を生成し、これを故障検出におけるリファレンスとして使用することとしたが、これに代えて、第２検出部１２の第２センサ信号そのものを故障検出におけるリファレンスとして使用してもよい。係る場合におけるセンサ出力回路の構成を以下に説明する。

図３は、第１の変形例に係るセンサ出力回路１１０の基本構成を示す。ここで、センサ出力回路１１０の構成のうち、先述のセンサ出力回路１００の構成と対応する構成については同一の符号を付するとともに、その詳細説明を省略する。センサ出力回路１１０は、第１及び第２検出部１１，１２、出力部２０、外部出力部３０、故障検出部４０、第１及び第２信号線５１，５２、並びに第１及び第２導線部６１，６２を備える。これらの構成各部のうち、故障検出部４０が、先述のセンサ出力回路１００におけるそれと異なる構成を有する。なお、出力部２０は、センサ出力回路１００における第１出力部２１と同様に構成される。

故障検出部４０は、逆変換部４１及び判定部４２を有する。

逆変換部４１は、第２出力信号を第１センサ信号の信号形式に変換する（すなわち、第２出力信号を第１センサ信号に逆変換する）。逆変換部４１は、第２導線部６２を介して外部出力部３０に接続され、これから第２出力信号を入力し、第１センサ信号に逆変換して出力する。

判定部４２は、逆変換された第１センサ信号を用いて故障判定する。判定部４２は、逆変換部４１に接続され、これから逆変換された第１センサ信号が入力される。また、判定部４２は、第２信号線５２を介して第２検出部１２に接続され、これから第２センサ信号が入力される。第２センサ信号は、第１センサ信号と同一の期待値を有し、第１センサ信号に関連する参照信号として故障検出におけるリファレンスに使用することができる。判定部４２は、逆変換された第１センサ信号と第２センサ信号とに基づいて、例えば逆変換された第１センサ信号の信号値を第２センサ信号の信号値と比較して、一致するか否かを判断することにより故障判定し、その結果を表す故障検出信号を外部出力する。

図４は、本実施形態のセンサ出力回路１１０による故障検出手順２１０を示す。

ステップ２１２では、センサ出力回路１１０は、第１出力信号を生成して外部出力するとともに、第１出力信号に応じた第２出力信号をループバックする。センサ出力回路１１０は、第１出力部２１により第１検出部１１の第１センサ信号から第１出力信号を生成し、これを第１導線部６１を介して外部出力部３０に伝送する。第１出力信号が外部出力部３０に伝送されると、センサ出力回路１１０は、外部出力部３０により第１出力信号を外部出力するとともに、その第１出力信号に応じた第２出力信号を出力し、これを第２導線部６２を介して故障検出部４０に伝送する。

ステップ２１４では、センサ出力回路１１０は、逆変換部４１により、第２出力信号を第１センサ信号に逆変換して判定部４２に出力する。

ステップ２１６では、センサ出力回路１１０は、逆変換された第１センサ信号と第２センサ信号とに基づいて故障判定する。第２センサ信号は、第２信号線５２を介して第２検出部１２から判定部４２に入力され、第１センサ信号に関連する参照信号として故障判定のリファレンスに使用される。センサ出力回路１１０は、判定部４２により、これに入力された逆変換された第１センサ信号と第２センサ信号とに基づいて、例えば逆変換された第１センサ信号の信号値を第２センサ信号の信号値と比較して、一致するか否かを判断することにより故障判定する。それら２つの信号値が一致する場合、故障無と判定され、一致しない場合、故障有と判定される。センサ出力回路１１０は、故障判定の結果を表す故障検出信号を外部出力する。

上述の構成のセンサ出力回路１１０によると、第１検出部１１の検出結果を第１導線部６１を介して外部出力部３０から外部出力するとともに、第２導線部６２を介して故障検出部４０にループバックしてリファレンスと比較することにより、即座に、センサ出力回路１１０内の故障を検出する。従って、センサ出力回路１１０内の故障を常時監視することが可能になる。なお、センサ出力回路１１０内の故障として、信号生成の異常をもたらす第１及び第２検出部１１，１２、出力部２０、並びに外部出力部３０の故障と、通信状態の異常をもたらす第１及び第２信号線５１，５２並びに第１及び第２導線部６１，６２の故障と、を検出することができる。

なお、故障検出部４０は、第２出力信号が表す検出量を参照信号が表す検出量に一致するか否か判断するに限らず、それらの差分が閾値内であるか否かを判断することで故障検出することとしてもよい。係る場合、差分が閾値以下である場合、故障は検出されず、差分が閾値を超える場合、故障が検出される。係る故障検出は、第１及び第２検出部１１，１２の製造ばらつき等により参照信号と第２出力信号とが矛盾する検出量を表す場合に好適である。

なお、センサ出力回路１００及び１１０では、第１及び第２検出部１１，１２により同一の検出対象について同一の状態量を独立に検出して、それぞれ、外部出力される第１検出信号を生成するための第１センサ信号及び故障検出のリファレンスとして使用される参照信号を生成する又は参照信号として使用される第２センサ信号を生成することとしたが、これに代えて単一の検出部を用いて検出対象の状態量を検出し、そのセンサ信号から第１検出信号及び参照信号の両方を生成してもよい。係る場合におけるセンサ出力回路の構成を以下に説明する。

図５は、第２の変形例に係るセンサ出力回路１２０の基本構成を示す。ここで、センサ出力回路１２０の構成のうち、先述のセンサ出力回路１００の構成と対応する構成については同一の符号を付するとともに、その詳細説明を省略する。センサ出力回路１２０は、検出部１０、第１及び第２出力部２１，２２、外部出力部３０、故障検出部４０、信号線５０及び５３、並びに第１及び第２導線部６１，６２を備える。センサ出力回路１２０は、検出部１０及び信号線５０について、先述のセンサ出力回路１００と構成を異にする。なお、信号線５３は、センサ出力回路１００における第３信号線５３と同様に構成される。

検出部１０は、センサ出力回路１００における第１検出部１１と同様に構成され、検出対象の状態量を検出して、その検出結果（検出量とも呼ぶ）を内在するセンサ信号を出力する。

信号線５０は、検出部１０を第１及び第２出力部２１，２２のそれぞれに電気的に接続して、検出部１０から出力されるセンサ信号を第１及び第２出力部２１，２２にそれぞれ伝送する。

センサ出力回路１２０において、第１出力部２１は、信号線５０を介して検出部１０からセンサ信号を入力して検出量を導出し、これを表す第１出力信号を第１導線部６１を介して外部出力部３０に出力する。また、第２出力部２２は、信号線５０を介して検出部１０からセンサ信号を入力して検出量を導出し、これを表す信号を第１センサ信号に関連する参照信号として信号線５３を介して故障検出部４０に出力する。参照信号は、原理上、第１出力信号と同一の検出量を表す。従って、参照信号を故障検出におけるリファレンスとして使用することができる。

上述の構成のセンサ出力回路１２０によると、検出部１０の検出結果を第１導線部６１を介して外部出力部３０から外部出力するとともに、第２導線部６２を介して故障検出部４０にループバックしてリファレンスと比較することにより、即座に、センサ出力回路１２０内の故障を検出する。従って、センサ出力回路１２０内の故障を常時監視することが可能になる。なお、センサ出力回路１２０内の故障として、信号生成の異常をもたらす第１及び第２出力部２１，２２並びに外部出力部３０の故障と、通信状態の異常をもたらす信号線５３並びに第１及び第２導線部６１，６２の故障と、を検出することができる。

図６は、第３の変形例に係るセンサ出力回路１３０の基本構成を示す。ここで、センサ出力回路１３０の構成のうち、先述の第１の変形例に係るセンサ出力回路１１０の構成と対応する構成については同一の符号を付するとともに、その詳細説明を省略する。センサ出力回路１３０は、検出部１０、出力部２０、外部出力部３０、故障検出部４０、信号線５０、並びに第１及び第２導線部６１，６２を備える。センサ出力回路１３０は、検出部１０及び信号線５０について、先述のセンサ出力回路１１０と構成を異にする。

検出部１０は、センサ出力回路１１０における第１検出部１１と同様に構成され、検出対象の状態量を検出して、その検出結果（検出量とも呼ぶ）を内在するセンサ信号を出力する。

信号線５０は、検出部１０を出力部２０及び故障検出部４０に含まれる判定部４２のそれぞれに電気的に接続して、検出部１０から出力されるセンサ信号を出力部２０及び判定部４２にそれぞれ伝送する。

センサ出力回路１３０において、出力部２０は、信号線５０を介して検出部１０からセンサ信号を入力して検出量を導出し、これを表す第１出力信号を第１導線部６１を介して外部出力部３０に出力する。判定部４２は、逆変換部４１から逆変換されたセンサ信号が入力されるとともに、信号線５０を介して検出部１０からセンサ信号が入力される。検出部１０から判定部４２に入力されるセンサ信号は、検出部１０から出力部２０に入力されるセンサ信号と同一であり、参照信号として故障検出におけるリファレンスに使用することができる。判定部４２は、２つのセンサ信号に基づいて、例えばそれらの信号値を比較して一致するか否かを判断することにより故障判定し、その結果を表す故障検出信号を外部出力する。

上述の構成のセンサ出力回路１３０によると、検出部１０の検出結果を第１導線部６１を介して外部出力部３０から外部出力するとともに、第２導線部６２を介して故障検出部４０にループバックしてリファレンスと比較することにより、即座に、センサ出力回路１３０内の故障を検出する。従って、センサ出力回路１３０内の故障を常時監視することが可能になる。なお、センサ出力回路１３０内の故障として、信号生成の異常をもたらす出力部２０並びに外部出力部３０の故障と、通信状態の異常をもたらす第１及び第２導線部６１，６２の故障と、を検出することができる。

なお、センサ出力回路１００及び第１から第３の変形例に係るセンサ出力回路１１０，１２０，１３０において、外部出力部３０は、出力端子を介して第１検出部１１の検出結果、すなわち第１出力信号を外部出力するとともに第１出力信号に応じた第２出力信号をループバックすることとしたが、これに限らず、外部出力部３０は、さらに入力端子を有し、これを介して外部出力した第１出力信号をフィードバックして第１出力信号に応じた第２出力信号としてループバックすることとしてもよい。係る場合におけるセンサ出力回路及びこれを実装する装置の構成を以下に説明する。

図７は、センサ出力回路１５０を実装する装置１４０の基本構成を示す。ここで、センサ出力回路１５０の構成のうち、先述の第２の変形例に係るセンサ出力回路１２０の構成と対応する構成については同一の符号を付するとともに、その詳細説明を省略する。装置１４０は、センサ出力回路１５０、制御回路１６０、及び第１〜第３信号線７１〜７３を備える。

センサ出力回路１５０は、検出部１０、第１及び第２出力部２１，２２、第１外部出力部３１、第１外部入力部３２、故障検出部４０、信号線５０及び５３、並びに第１及び第２導線部６１，６２を有する。センサ出力回路１５０は、第１外部出力部３１及び第１外部入力部３２について、先述のセンサ出力回路１２０と構成を異にする。

第１外部出力部３１は、検出部１０の検出結果をセンサ出力回路１５０外に出力する（すなわち、外部出力する）。第１外部出力部３１は、センサ出力回路１５０外に連絡する出力端子を有する。第１外部出力部３１は、第１導線部６１を介して第１出力部２１に接続され、これから入力される（第１出力部２１により検出部１０のセンサ信号から生成される）第１出力信号を出力端子を介して外部出力する。

第１外部入力部３２は、外部出力された検出部１０の検出結果をセンサ出力回路１５０外から入力する（すなわち、外部入力する）。第１外部入力部３２は、センサ出力回路１５０外に連絡する入力端子を有する。第１外部入力部３２は、入力端子を介して、第１外部出力部３１から外部出力された第１出力信号を外部入力し、第２出力信号として第２導線部６２を介して故障検出部４０に出力する。

センサ出力回路１５０において、故障検出部４０は、第１外部入力部３２から、第１出力信号の外部入力に応じて第２出力信号が入力され、第２出力部２２から、検出部１０のセンサ信号から導出される検出量を表す信号が第１センサ信号に関連する参照信号として入力される。参照信号は、原理上、第１及び第２出力信号と同一の検出量を表す。故障検出部４０は、第２出力信号と参照信号とに基づいて故障検出する。

制御回路１６０は、センサ出力回路１５０からの出力信号を処理して検出対象の制御等をする回路であり、第２外部入力部８１、第２外部出力部８２、及び信号処理部９０を有する。

第２外部入力部８１は、検出部１０の検出結果を制御回路１６０外から入力する（すなわち、外部入力する）。第２外部入力部８１は、制御回路１６０外に連絡する入力端子を有する。入力端子は、第１信号線７１を介して、センサ出力回路１５０の第１外部出力部３１内の出力端子に接続されている。第２外部入力部８１は、第１信号線７１を介して、第１外部出力部３１から出力された第１出力信号を外部入力し、これを第２外部出力部８２及び信号処理部９０に出力する。

第２外部出力部８２は、外部入力された検出部１０の検出結果を制御回路１６０外に出力する（すなわち、外部出力する）。第２外部出力部８２は、信号線を介して第２外部入力部８１に接続されている。また、第２外部出力部８２は、制御回路１６０外に連絡する出力端子を有する。出力端子は、第２信号線７２を介して、センサ出力回路１５０の第１外部入力部３２内の入力端子に接続されている。第２外部出力部８２は、信号線を介して第２外部入力部８１から外部入力された第１出力信号を入力し、第２信号線７２を介して第１外部入力部３２に外部出力する。

信号処理部９０は、信号線を介して第２外部入力部８１に接続され、これから入力される第１出力信号を信号処理する。

第１〜第３信号線７１〜７３は、第１出力信号又は故障検出信号を伝送する。第１信号線７１は、センサ出力回路１５０の第１外部出力部３１（が有する出力端子）と制御回路１６０の第２外部入力部８１（が有する入力端子）とを電気的に接続して、センサ出力回路１５０から外部出力される第１出力信号を制御回路１６０に伝送する。第２信号線７２は、センサ出力回路１５０の第１外部入力部３２（が有する入力端子）と制御回路１６０の第２外部出力部８２（が有する出力端子）とを電気的に接続して、制御回路１６０から外部出力される第１出力信号をセンサ出力回路１５０に伝送する。第３信号線７３は、センサ出力回路１５０の故障検出部４０と制御回路１６０の信号処理部９０とを電気的に接続して、故障検出部４０から外部出力される故障検出信号を信号処理部９０に伝送する。

なお、センサ出力回路１５０と制御回路１６０との間での第１出力信号の伝送時間を短縮するために、第１出力信号を適当な信号形式に変換して伝送することとしてもよい。

上述の構成の装置１４０によると、センサ出力回路１５０において、検出部１０の検出結果を第１外部出力部３１から第１信号線７１を介して制御回路１６０に外部出力するとともに、制御回路１６０において、第２外部入力部８１により外部入力した第１出力信号を第２外部出力部８２から第２信号線７２を介してセンサ出力回路１５０にフィードバックする。センサ出力回路１５０にフィードバックされた第１出力信号は、第１外部入力部３２を介して（第２出力信号として）故障検出部４０にループバックされ、故障検出部４０によりリファレンスと比較されて装置１４０内の故障を検出する。従って、制御回路１６０において故障判定をする必要がないことで、制御回路１６０の処理負担が軽減される。

なお、装置１４０内の故障として、信号生成の異常をもたらす第１及び第２出力部２１，２２、第１外部出力部３１、第１外部入力部３２、第２外部入力部８１、並びに第２外部出力部８２の故障と、通信状態の異常をもたらす信号線５３、第１及び第２導線部６１，６２、第１及び第２信号線７１，７２、並びに第２外部入力部８１と第２外部出力部８２とを接続する信号線の故障と、を検出することができる。

なお、上述の装置１４０においては、センサ出力回路１５０として第２の変形例に係るセンサ出力回路１２０と同様（ただし、外部出力部３０の構成を除く）の構成の回路を採用したが、これに限らず、センサ出力回路１００、１１０、及び１３０のいずれかと同様の構成の回路（ただし、外部出力部３０は第１外部入力部８１及び第１外部出力部８２に置き換えるものとする。）を採用してもよい。

図８は、第２の変形例に係るセンサ出力回路１２０の具体的構成を示す。なお、本構成はセンサ出力回路１２０を一例としてその具体例を示すものであり、その他のセンサ出力回路１００、１１０、１３０、及び１５０に同様の構成を適用してもよい。本例のセンサ出力回路１２０は、ＡＢＺ形式の信号を出力する磁気式回転角センサに好適な出力回路である。

検出部１０は、磁気式回転角センサであり、磁気センサ１０ａ、増幅器１０ｂ、及びＡＤコンバータ（ＡＤＣ）１０ｃを有する。磁気センサ１０ａは、検出対象の回転により変化する磁場を検出するセンサであり、例えばＸ方向及びＹ方向それぞれの磁場を検出する２つのホール素子を採用することができる。増幅器１０ｂは、磁気センサ１０ａに接続され、これから入力される検出信号を増幅する。ＡＤコンバータ１０ｃは、増幅器１０ｂに接続され、これから入力される増幅された検出信号をデジタル変換してセンサ信号として出力する。

第１出力部２１は、エンコーダ２１ａを有し、これにより検出部１０から入力するセンサ信号を角度データに直したのちＡＢＺ形式に変換して第１出力信号として出力する。

第２出力部２２は、エンコーダ２２ａを有し、これにより検出部１０から入力するセンサ信号を角度データに直したのちＡＢＺ形式に変換してセンサ信号に関連する参照信号として出力する。

第１導線部６１は、第１出力部２１に電気的に接続される出力パッド６１ａ及びこの出力パッド６１ａを外部出力部３０（例えば、センサ出力回路１２０外に連絡する出力端子）に電気的に接続する第１ボンディングワイヤ６１ｂ（さらに、出力パッド６１ａを第１出力部２１に電気的に接続する配線）を有する。

第２導線部６２は、故障検出部４０に電気的に接続される入力パッド６２ａ及びこの入力パッド６２ａを外部出力部３０（例えば、センサ出力回路１２０外に連絡する出力端子）に電気的に接続する第２ボンディングワイヤ６２ｂ（さらに、入力パッド６２ａを故障検出部４０に電気的に接続する配線）を有する。

上述の具体的構成のセンサ出力回路１２０において、故障検出部４０により第２出力信号と参照信号とに基づいて故障検出することにより、第１及び第２出力部２１，２２がそれぞれ有するエンコーダ２１ａ及び２２ａの故障並びに第１及び第２導線部６１，６２がそれぞれ有する第１及び第２ボンディングワイヤ６１ｂ，６２ｂの断線を検出することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０…検出部、１０ａ…磁気センサ、１０ｂ…増幅器、１０ｃ…ＡＤコンバータ、１１…第１検出部、１２…第２検出部、２０…出力部、２１…第１出力部、２１ａ…エンコーダ、２２…第２出力部、２２ａ…エンコーダ、３０…外部出力部、３１…外部出力部、３２…外部入力部、４０…故障検出部、４１…逆変換部、４２…判定部、５０…信号線、５１…第１信号線、５２…第２信号線、５３…第３信号線、６１…第１導線部、６１ａ…出力パッド、６１ｂ…第１ボンディングワイヤ、６２…第２導線部、６２ａ…入力パッド、６２ｂ…第２ボンディングワイヤ、７１，７２，７３…信号線、８１…外部入力部、８２…外部出力部、９０…信号処理部、１００，１１０，１２０，１３０…センサ出力回路、１４０…装置、１５０…センサ出力回路、１６０…制御回路、２００，２１０…故障検出手順。

Claims (11)

1. 第１センサ信号を入力して第１出力信号を出力する第１出力部と、
   前記第１出力部に電気的に接続されて前記第１出力信号を伝送する第１導線部と、
   前記第１導線部を介して入力される前記第１出力信号を外部出力するとともに、前記第１出力信号に応じた第２出力信号を出力する外部出力部と、
   前記外部出力部に電気的に接続されて前記第２出力信号を伝送する第２導線部と、
   前記第２導線部を介して入力される前記第２出力信号と、前記第１センサ信号に関連する参照信号と、に基づいて故障検出する故障検出部と、
   を備え、
   前記故障検出部は、前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号を前記参照信号として使用し、
   前記故障検出部は、前記第２出力信号を前記第１センサ信号に逆変換する逆変換部と、逆変換された前記第１センサ信号と前記第２センサ信号とに基づいて故障判定する判定部と、を有するセンサ出力回路。
2. 第１センサ信号を入力して第１出力信号を出力する第１出力部と、
   前記第１出力部に電気的に接続されて前記第１出力信号を伝送する第１導線部と、
   前記第１導線部を介して入力される前記第１出力信号を外部出力するとともに、外部出力した前記第１出力信号をフィードバックして前記第１出力信号に応じた第２出力信号を出力する外部出力部と、
   前記外部出力部に電気的に接続されて前記第２出力信号を伝送する第２導線部と、
   前記第２導線部を介して入力される前記第２出力信号と、前記第１センサ信号に関連する参照信号と、に基づいて故障検出する故障検出部と、
   を備えるセンサ出力回路。
3. 前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号を入力して前記参照信号を出力する第２出力部をさらに備える、請求項２に記載のセンサ出力回路。
4. 前記故障検出部は、前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号を前記参照信号として使用する、請求項２に記載のセンサ出力回路。
5. 前記第１及び第２導線部は、前記外部出力部において電気的に接続される、請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサ出力回路。
6. 前記第１導線部は、前記第１出力部に電気的に接続される出力パッドと、該出力パッドを前記外部出力部に電気的に接続する第１ボンディングワイヤと、を有し、
   前記第２導線部は、前記故障検出部に電気的に接続される入力パッドと、該入力パッドを前記外部出力部に電気的に接続する第２ボンディングワイヤと、を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ出力回路。
7. 第１センサ信号から生成される第１出力信号を外部出力する第１外部出力部と、外部出力された前記第１出力信号が外部入力される第１外部入力部と、該第１外部入力部から入力される前記第１出力信号に応じた第２出力信号と前記第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出する故障検出部と、を有するセンサ出力回路と、
   外部出力された前記第１出力信号を外部入力する第２外部入力部と、前記第１出力信号を信号処理する信号処理部と、前記第２外部入力部から入力される前記第１出力信号を外部出力する第２外部出力部と、を有する制御回路と、
   前記第１外部出力部と前記第２外部入力部とを電気的に接続して、前記第１出力信号を伝送する第１信号線と、
   前記第２外部出力部と前記第２外部入力部とを電気的に接続して、前記第１出力信号を伝送する第２信号線と、
   を備える装置。
8. 第１センサ信号から第１出力信号を生成して外部出力するとともに、前記第１出力信号に応じた第２出力信号を出力するステップと、
   前記第２出力信号と前記第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出するステップと、
   を備え、
   前記故障検出するステップは、
   前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号を前記参照信号として使用し、
   前記第２出力信号を前記第１センサ信号に逆変換するステップと、
   逆変換された前記第１センサ信号と前記第２センサ信号とに基づいて故障判定するステップと、
   を有する故障検出方法。
9. 第１センサ信号から第１出力信号を生成して外部出力するとともに、外部出力した前記第１出力信号をフィードバックして前記第１出力信号に応じた第２出力信号を出力するステップと、
   前記第２出力信号と前記第１センサ信号に関連する参照信号とに基づいて故障検出するステップと、
   を備える故障検出方法。
10. 前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号から前記参照信号を生成するステップをさらに備える、請求項９に記載の故障検出方法。
11. 前記故障検出するステップでは、前記第１センサ信号と同一の期待値を有する第２センサ信号を前記参照信号として使用する、請求項９に記載の故障検出方法。

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