JPH07507981A - 誘導性回路をモニタする電気回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 誘導性回路をモニタする電気回路 本発明は、信号処理回路に高オーム抵抗入力回路あるいはフィルタ回路を通じて 接続される誘導性回路をモニタする電気回路に関する。この構成において、「誘 導性（インダクタンス）」とは、オーム抵抗や容量とは別に、回路の動作に大き な影響を及ぼすインダクタンスを有する回路のことをいう。

上述の電気回路は、特に、車輪センサの誘導性トランスデユーサにおいて、短絡 を検知するのに適している。短絡が入力回路あるいはフィルタ回路あるいはトラ ンスデユーサに通じるラインにあるなら、同様に、オペレーションのモニタリン グにおいて検知される。ライン断線もまた検知される。自動車あアンチロック装 置あるいはトラクション・スリップ制御装置に要求される、このようなタイプの センサは、その使用可能状態、短絡あるいはライン断線を常時チェックする必要 のある安全性にとって重要な部品である。低オーム抵抗入力回路あるいはフィル タ回路においては、フィルタ回路の出力とグランドとの間のオーム抵抗を検出す ることにより、比較的容易に短絡が検知できる。高オーム抵抗のフィルタ回路で は、誘導性回路のオーム内部抵抗は、フィルタ回路あるいは入力回路の抵抗と比 較して低いため、この方法は実際に使用する上で有効ではない。したがって、電 流が流されたときのフィルタ回路の出力側で測定され得る短絡による電圧降下は 、測定結果を高い信頼性で評価することが不可能なわず力１な程度しか変化しな い。

従って、本発明の目的は、その誘導性回路が高オーム抵抗のフィルタ回路あるい は入力回路を通じて接続されて（する場合でも、短絡あるいはライン断線を確実 に検知すること力（可能な、誘導性回路をモニタする電気回路を提供すること１ こある。

このような目的は、前述したタイプの回路構成により達成されることが見出ださ れた。この回路構成の特徴によれば、その電気回路は信号処理回路の一部、ある いはその付加要素として構成されるもので、また、その電気回路は、あら力１じ め定められた条件が与えられ、またはこの条件があらかじめ定められた間隔で与 えられた時に、フィルタ回路を含むモニタされる回路のインダクタンスを決定す るためのテストサイクルを初期化する。

従って、モニタ動作またはモニタ回路に付加的に接続される要素はない。テスト サイクルは通常の間隔で、ある−１（よあらかじめ定められた条件が与えられた 場合、たとえ番ｆ点火されたときに初期化することが可能である。

本発明の好ましい具体例では、テストサイクルの始まり１こ、フィルタ回路を含 んでモニタされる回路の過渡時間Ｉこ少なくとも対応するあらカルめ定められた 時間の間、モニタ回路（よ、フィルタ回路の２つの出力のうちの１つをグランド １こ接続し、２番目の出力を電源に接続する。その後、あらかじめ定められた時 間が経過して電源との接続が断たれると、モニタされる回路のインダクタンスを 検出するため、２番目の出力の電位変化が決定され評価される。

また、対称的に構成されたフィルタ回路を用いることができる。このフィルタ回 路は、誘導性回路から信号処理回路へ通じるラインにそれぞれ直列に接続した１ つの高オーム抵抗と、フィルタ回路の出力端子間を相互に接続する１つのコンデ ンサと、誘導性回路の出力の１つ、あるいは、フィルタ回路の入力端子の１つを グランドに接続する１つの入力コンデンサとを有する。

信号解析を簡単にするため、一方をＤＣ電源、他方をグランドに接続された分圧 器を用いて前記フィルタ回路のためのＤＣ電圧があらかじめ設定される。ライン 断線が発生したとき、信号処理回路の２つの入力に（高い）電位差が生じる。

しかし、本発明の電気回路によれば、モニタされる回路のインダクタンスの変化 によりライン断線を検出できるようになっている。

本発明における他の具体例では、モニタされる回路は、短い期間だけ２番目の出 力をグランドに接続することにより、電源の遮断の直後に、あるいは同時に、両 方の出力を相互接続しているコンデンサを放電する。誘導性回路のインダクタン スを決定するテストサイクルの間の電位変化の解析は、このような配置により非 常に容易となる。

本発明のさらなる特徴、効果、可能な応用を図面を参照して次に詳しく説明する 。参照図面を以下に簡単に説明する。

図１は、モニタ対象の誘導性回路の等価回路と、誘導性回路と信号処理回路の間 のフィルタ回路すなわち入力回路の一実施例を示したものである。

図２は、図１の実施例の回路構成を示したもので、動作を説明するのにより好都 合なようにやや異なる構成で、本発明によるモニタ回路とともに示しである。

図３は、図２に示した実施例における電気回路のいくつかの観測点での信号波形 を示したものである。

図１において、誘導性トランスデユーサ１と等価な回路１′、信号処理回路２、 高オーム抵抗入力回路すなわちフィルタ回路３が示しである。信号処理回路２は 、回路２の一部を構成している点線で示すようなモニタ回路４を含む。このモニ タ回路４は、誘導性回路１のインダクタンスを決定するテストサイクルを初期化 し、信号処理回路２の入力端子ＣとＤから得られ、また加えられる信号を評価す るものである。

モニタされる誘導性回路１の等価な回路１′は、オーム抵抗Ｒ３とインダクタン スＬＳを直列に接続して構成される。

コンデンサＣ８は、この直列に接続されたものに並列に接続される。誘導性回路 は、たとえば、車輪の回転を測定するための車輪センサの誘導性トランスデユー サである。このようなタイプのトランスデユーサは、車輪の回転に応じて交流電 圧が誘導され、その周波数（および振幅）は、回転を示す。

端子Ａ、Ｂに加えられた前述のセンサの出力信号は、通常、長い電気ラインの終 端に位置されるフィルタ回路３を通じて、信号処理回路２に送られ、そこで処理 され評価される。

図１のフィルタ回路３は、対照的に配置されている。抵抗Ｒ１、Ｒ２は、２つの 供給ラインのそれぞれに直列に挿入され、それらの抵抗は、センサの内部抵抗Ｒ ３に比較して高いオーム抵抗値をもつ。コンデンサＣ１は、フィルタ回路３の２ つの出力端子Ｃ，Ｄを相互に接続している。２つのさらなるコンデンサＣ２、Ｃ ３はグランドに接続され、センサに接続されたフィルタ回路３に具備されるもの である。コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３は、フィルタ回路のオーム抵抗と誘導性回 路の内部抵抗とともに、ロウパスフィルタを構成している。

さらに、図１によると、フィルタ回路３は、抵抗Ｒ３、Ｒ４による分圧器が含ま れている。分圧器は、一方を電圧供給電源Ｖｃｃの陽極に接続され、他方をグラ ンドに接続されている。　′ オーム抵抗Ｒ１、Ｒ２は、少なくとも大まかに同一である。

停止位置、すなわち、センサ１に電圧が誘導されていないとき、端子Ａ、Ｂ５Ｃ ５Ｄにはほとんど同一の電圧が加えられている。それは、信号処理回路２の入力 端子Ｃ，Ｄは高いオーム抵抗を有するからである。センサ１、あるいは接続ライ ンあるいは入力回路３のライン断線は信号処理回路２により検出される。

図２は、本発明による電気回路の動作モードを説明するために、図１の示したよ うな回路を少し変形して示したものである。すなわち、図１に示した回路に、３ つのトランジスタステージ、すなわち半導体スイッチ５．６．７が、テストサイ クルの機能の理解のために追加されて示している。スイッチ５．６．７はモニタ 回路４（図１参照）に含まれている。

図２に示すような具体例において、モニタ回路４は、評価および制御回路４′と 半導体スイッチ５．６．７に類似する。

スイッチ５．６．７の制御入力に入力される評価および制御回路４′の出力は図 ２にも示されているように、ＣＢ、ＣＣ。

ＣＤとがある。さらに、図１、図２において、同一部分、同一端子には、同一の 参照番号を付している。

本発明による電気回路の具体例の動作モードは、以下に、図３のタイムチャート とともに、図２を参照して説明される。

動作のモニタは、例えば、車両の点火装置のスイッチがオンされたときにいつで も実行される。車輪はまだ動いていないので、誘導性トランスデユーサ、図示し た等価回路１′に、は、この時点では、電圧は全く誘導されない。実際には、車 輪がゆっくり回転しているとき、この条件には少しの変化もない。

さて、テストサイクルはモニタおよび制御回路４の出力信号ＣＤによりスタート される。時刻ｔｏに、トランジスタ５により、信号ＣＤは信号処理回路２（図１ 参照）、すなわち、フィルタ回路３の端子りをグランド（ＧＮＤ）に接続される 。

短い過渡時間経過後、信号処理回路２の２番目の端子、すなわち端子Ｃに、設定 されたｄ、ｃ電圧が現われる。その電圧の大きさは、電圧供給電源Ｖｃｃと電圧 分圧器Ｒ３、Ｒ４によりあらかじめ決定される。時刻ｔｌに、信号ＣＢがトラン ジスタ６を動作させ、シンボル表示されている半導体スイッチを閉じ、端子Ｃの 電圧をエネルギー供給源Ｖｃｃのレベルまで上げる。

インダクタンスを決定し、短絡を検知することに特徴がある実際の計測動作は、 信号ＣＢの作動が終了し、従って、端子Ｃから電流電源Ｖｃｃが切断された時点 である時刻ｔ２に開始する。信号ＣＢにより、すなわち、時刻ｔ１とｔ２の間に 、インダクタンスＬＳに貯えられたエネルギーは、スイッチ６が開いた後、電流 ＩＬとして流れ続け、従って、端子、すなわち入力Ｃに電圧変化を生じさせるこ ととなる。誘導性回路を流れる電流ｆＬは、オーム抵抗ＲＩＳＲ２、Ｒ５゜Ｒ３ 、Ｒ４がスタティック状態のとき、すなわち、スイッチ６（信号ＣＢ）が作動さ れ、過渡動作がなくなったときに測定し得る。

本発明の実施例において、好ましくは、入力Ｃと電源Ｖｃｃとの間の接続が半導 体スイッチ６により切断された後、人力Ｃが非常に短い時間間隔ｄｔ３の間接地 されることである。これは、信号ＣＣによりスイッチ７が作動されて行なわれる 。また、これは、コンデンサｃ１が完全に放電されるまでの時間が非常に短いと いうということが条件である。インダクタンスＬＳでは、この短い時間の間も電 流ＩＬが流れ続けている。

コンデンサＣ１の充電動作は、短い時間間隔ｄｔ３の後、端子Ｃの電圧変化によ って成される。ポイントＡよリポインドＢの方がなおいっそう高い電圧が加えら れているので、Ｃ２は、ポイントＡとポイントＢの電圧が等しくなるまで誘導性 回路の抵抗Ｒ５を通して放電する。この放電動作は、連続的に流れる電流ＩＬに より促進され、インダクタンスＬＳにより引き起こされ、それにより、コンデン サＣ１の充電電流が流れ始める。その結果、ポイントＢの電圧はすぐさま、ポイ ントＡの電圧よりも低くなり、Ｃ１の充電は、それにより遅延される。インダク タンスに貯えられたエレルギーにより生じる電流ＩＬがなくなった後、結局、ポ イントＡＳＢの電圧が同一になる。

しかし、前述した動作は、センサ１が正常の場合である。

短絡またはライン断線が存在する場合は、コンデンサＣ１はさらにすばやく充電 される。これは、端子Ｃの電圧変化を観察し評価することにより確認できる。図 ３の波形図は、この状態を示している。上から３つまでの波形図は、端子ＣＤ。

ＣＢＳＣＣにおける信号の推移を示している。スイッチ、すなわち、トランジス タ５．６．７は、作動信号（１’）が加えられているとき閉じている。

端子Ｃの電圧変化もまた、図３に示している。トランジスタ５の作動後、すなわ ち、信号処理回路２の端子りの接地後、電圧ＶＣｔｆｘｔが現われる。Ｖｃｊ４ は、センサとセンサコネクションが正常のとき（エラーがないとき）、測定時刻 ｔ４に現われる電圧である。間隔Ｔは、センサ１のインダクタンスＬＳに従って 、パルスｄｔ３に対応した間隔Ｔが終了しても過渡動作が終了しないように選択 されている。これは、センサが正常のとき、すなわち、短絡、ライン断線がない とき、時刻ｔ４で、端子Ｃにスタティック電圧ＶＣｓｔｓｌと最大Ｖの電圧差が 生じる。欠陥があると、コンデンサＣ１の充電が時刻ｔ４よりかなり以前に終了 し、端子Ｃの電圧は、ＶＣｌｓｔの値まで上昇している。図３では、点線の電圧 変化Ｖｃが短絡あるいはライン断線が存在する場合を示している。

万全を期すために補足すると、信号ＣＤとＣＢの初期化の間の時間差（ｔＯ−ｔ ｌ）は必要ではない。この場合、その後に、信号ＣＢの終了前で、短時間の信号 ｃｃを加えるのとほとんど同時に、過渡動作と（それによる）スタティック状態 が起きることが期待されていることが条件である。

図２、図３に示したような実施例の電気回路とその動作の変形は可能である。い づれにしても、その要旨は、センサ１のインダクタンスに貯えられたエネルギー は、フィルタ回路３の出力、すなわち、信号処理回路２の端子における電圧変化 に影響を及ぼし、動作をモニタするために評価されるということである。

フロントページの続き （７２）発明者　ライング、オラフ ドイツ連邦共和国、６２３８　ホフハイム、ノイガッセ　６１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．高いオーム抵抗の入力回路あるいはフィルタ回路を介して信号処理回路に接 続される誘導性回路をモニタする電気回路であって、 その電気回路は信号処理回路（２）の一部、あるいは、その回路の付加要素（４ 、４′）として構成されていること、また、前記電気回路は、あらかじめ定めら れた条件が適用されたとき、およびまたは、あらかじめ定められた間隔で、フィ ルタ回路（３）を含むモニタされる回路（１）のインダクタンスを決定するテス トサイクルを初期化することを特徴とする。
2. ２．請求項１に記載の電気回路であって、テストサイクルの開始時に、少なくと もフィルタ回路（３）を含むモニタされる誘導性回路（１）の過渡時間に対応し た、あらかじめ定められた時間、フィルタ回路（３）の２つの出力のうちの一方 （Ｄ）をグランド（ＧＮＤ）に接続し、他方（Ｃ）を電圧電源（Ｖｃｃ）に接続 すること、また、前記電気回路は、モニタされる回路（１）のインダクタンスを 検出するために、あらかじめ定められた時間経過したら、電圧電源（Ｖｃｃ）を 切断し、前記他方の出力（Ｃ）における電圧変化が決定されて評価されることを 特徴とする。
3. ３．請求項２に記載の電気回路であって、フィルタ回路が対称的に構成され、そ のフィルタ回路は、誘導性回路（１）から信号処理回路（２）へ通じるラインに 、直列に接続されるそれぞれ１つずつの高オーム抵抗（Ｒ１、Ｒ２）、フィルタ 回路（３）の両方の出力（Ｃ、Ｄ）を相互に接続する１つのコンデンサ（Ｃ１） 、フィルタ回路（３）の入力（Ａ、Ｂ）をグランドに接続するそれぞれ１つずつ の人力コンデンサ（Ｃ２、Ｃ３）を有することを特徴とする。
4. ４．請求項３に記載の電気回路であって、フィルタ回路（３）へのｄ．ｃ電圧が 、一端をｄ．ｃ電圧電源（Ｖｃｃ）に、他端をグランドに接続された分圧器（Ｒ ３、Ｒ４）により、あらかじめ定められることを特徴とする。
5. ５．請求項３あるいは請求項４に記載の電気回路であって、その電気回路は、フ ィルタ回路の両方の出力（Ｃ、Ｄ）を相互に接続するコンデンサＣ１が、電源電 圧（Ｖｃｃ）を切断されると、フィルタ回路の他端（Ｃ）をグランドに接続する ことにより、短い時間間隔（ｄｔ３）で、すぐに放電されるための回路（トラン ジスタ７、信号ＣＣ）を有することを特徴とする。
6. ６．請求項１から請求項５のいずれか１あるいは複数の請求項に記載の電気回路 であって、 その電気回路は、アンチロックおよびまたはトラクション・スリップ制御システ ムのフィルタ回路を含む車輪センサをチェックするために用いられること、また 、リレーコイル、誘導性サウンドトランスデューサ、変換器等の短絡あるいはラ イン断線をチェックするために用いられることを特徴とする。