JPH11271096A - 測定誤り検出機能を有するセンサ装置 - Google Patents

測定誤り検出機能を有するセンサ装置

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JPH11271096A
JPH11271096A JP10363551A JP36355198A JPH11271096A JP H11271096 A JPH11271096 A JP H11271096A JP 10363551 A JP10363551 A JP 10363551A JP 36355198 A JP36355198 A JP 36355198A JP H11271096 A JPH11271096 A JP H11271096A
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JP
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sensor
switching
signals
signal
measurement
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JP10363551A
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Hans-Ulrich Lochmann
ハンス−ウルリッヒ ロシュマン
Stefan Pusch
ステファン プッシュ
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】処理ユニットの入力端に発生する誤動作を検出
するための簡単な手段を採用すること。 【解決手段】センサ装置は２つのセンサ１，２と、２つ
のセンサ信号Ｓ１，Ｓ２から測定信号M１, M２を導出す
る処理ユニット１６とを備え、処理ユニットはその入力
側に２つのＡ／Ｄコンバータユニット３，４を有してい
る。各スイッチング状態でセンサ信号がＡ／Ｄコンバー
タユニットに与えられ、かつその割り当てが２つのスイ
ッチング状態で異なるようにスイッチングさせるための
スイッチング手段１１，１２が、センサとＡ／Ｄコンバ
ータユニットとの間に、設けられ、処理ユニット１６
が、一スイッチング状態毎に決定される２つの測定信号
から誤り信号Ｆを導出するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つのセンサと処理回
路とを有する請求項１の初めの部分に定義されるセンサ
装置と、互いに角度上離間されている２つの角度センサ
と処理ユニットとを有する請求項４の初めの部分に定義
される角度センサ装置と、そのようなセンサ装置の測定
誤り検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このようなセンサ装置は、フィリップス
・データ・ハンドブック ＳＣ１７、半導体センサ１９
９７、１８６−１８７ページにより既知である。この装
置の場合、２つの角度センサが各々Ａ／Ｄコンバータユ
ニットに接続されている（Ａ／Ｄ＝アナログ／デジタ
ル）。それぞれがブリッジ配列で４つの測定要素を有し
ている角度センサは、互いに４５°に離間されていて、
かつそれぞれがシヌソイダルセンサ信号を出力に発生さ
せる。角度が離間されている結果、これらのセンサ信号
の位相は９０°ずれている。処理ユニットにより、例え
ば、測定物のセンサ装置に対する角度に比例する測定信
号が決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】処理ユニットの入力端
では、特にセンサ信号をＡ／Ｄ変換する間に、誤動作が
生じることがあり、これは、この既知のセンサ装置では
測定信号またはセンサ信号からは検知できずに測定信号
を無効にしてしまうことが判明した。例えば、Ａ／Ｄコ
ンバータユニットの不良がそのような誤動作の原因とな
る。さらには、センサ自体が正確に作動しないことも有
る。
【０００４】既知のセンサ装置においてそのような誤動
作を検出するための簡単な手段を採用することが、本発
明の目的である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によると、この目
的は請求項１に定義されるセンサ装置によって達成され
る。この回路の場合既知の回路と同様に、第一測定信号
は、第一スイッチング状態で計算される。しかしなが
ら、第二スイッチング状態でセンサとＡ／Ｄコンバータ
ユニットの間の接続が交換されるので、それぞれのＡ／
Ｄコンバータユニットは他方のセンサ信号を受信する。
このスイッチング状態で、第二測定信号が決定され、次
いで、これは第一測定信号と比較される。この比較によ
り、誤動作が発生しているか否かを示す誤り信号が得ら
れる。例えば、誤り評価基準を２つの測定信号の差と
し、この差に対し制限値を定義することが出来る。処理
装置の入力で誤動作を検出するこの有効な解決方法は非
常に安くあがる。しかも最も単純なケースの場合、２つ
のセンサと２つのＡ／Ｄコンバータユニットとの間に単
純なスイッチ手段を設けるだけで良い。そのようなスイ
ッチ手段には、例えば、簡単なクロックパルス制御式ス
イッチかマルチプレクサが使用できる。
【０００６】請求項２に記載された有利な実施例の場
合、メモリ手段は、第二スイッチング状態でＡ／Ｄコン
バータによって処理されるセンサ信号が、第一スイッチ
ング状態で処理されるセンサ信号と異なることのないよ
うに機能する。例えば、測定量（例えば、測定物の角度
の位置）が非常に急速に変化するとき、このようなメモ
リ手段を設ける必要がある。逆に、センサ信号が第一お
よび第二スイッチング状態で変化しないことが確実であ
る場合には、前述のメモリ手段は省略しても良い。
【０００７】請求項３に定義される変形例の場合、処理
ユニットにおける誤動作も検出可能となる。この変形例
の場合、既知のセンサ装置に設けられている１つの演算
ユニットに加えて第二の演算ユニットが使用される。例
えば、第一演算ユニットによって第一測定信号を決定
し、第二演算ユニットによって第二測定信号を決定する
ことにより演算ユニットの誤動作を検知することが可能
である。第一演算ユニットによって第一および第二測定
値を決定し、次いで、第二段階で第二演算ユニットによ
って（第一演算ユニットによる計算と同様なセンサ信号
から）再び第一および第二測定信号を決定し、そしてこ
れらの信号を比較することも可能である。
【０００８】さらに、請求項４によると、第一センサ対
と同一でかつそれらのセンサ信号が第三および第四スイ
ッチング状態で第一センサ対の冗長度として処理される
別のセンサ対を加えてセンサ装置を拡張することができ
る。これは、処理ユニットの僅かな変更しか必要としな
い。１つのセンサまたはセンサ対が完全に故障した場合
でも、センサ装置は動作し続ける。
【０００９】本発明は、請求項５に記載された角度セン
サ装置の使用には特に適している。請求項６に記載され
る測定誤り検出方法は、２つのセンサ信号から測定信号
が得られるいかなる他のセンサ装置にも使用することが
できる。
【００１０】
【実施例】本発明は、以後、具体例により図面を参照し
てより詳細に記述される。
【００１１】図１は、導入部で述べたタイプの２つの角
度センサ１、２を示す。これらのセンサは、９０°位相
がずれた２つの信号Ｓ１、Ｓ２を供給するように角度を
ずらして配置されている。角度センサ１、２は、チップ
ハウジング上に互いに並べてマウントするか、既知の回
路のようにインターメッシング(intermeshing)にマウン
トするのが好ましい。スイッチ１１〜１５の全てが、図
示された位置にある第一スイッチング状態の場合、セン
サ信号Ｓ１は、Ａ／Ｄコンバータ３に与えられ、センサ
信号のＳ２は、Ａ／Ｄコンバータ４に与えられる。変換
されたセンサ信号は、これらのセンサ信号から第一測定
信号ｍ１を導出する演算ユニット５に与えられる。Ｄ／
Ａコンバータ７でのＤ／Ａ変換後、アナログ測定信号Ｍ
１は出力ユニット８に与えられる。この信号値は、初め
はここに格納されている。ここで、測定信号Ｍ１が、そ
の振幅が測定される測定量の値（本具体例の場合、角度
センサ１，２に対する測定物の回転角の大きさ）に依存
する電圧として利用することが可能となった。
【００１２】次いで、処理ユニット１６のスイッチ１１
〜１６全てが、第二スイッチング状態の位置（図示せ
ず）にセットされる。メモリ要素９、例えば、サンプル
ホールド回路に格納されていたセンサ信号Ｓ２が、Ａ／
Ｄコンバータ３に与えられ、次いで、メモリ要素１０に
格納されていたセンサ信号Ｓ１が、Ａ／Ｄコンバータ４
に与えられる。第二スイッチング状態で使用されるセン
サ信号Ｓ１、Ｓ２が、第一スイッチング状態の信号と同
一になるように、メモリ要素９、１０における記憶を持
続させておく。変換されたセンサ信号は、第二測定信号
ｍ２（この信号も、Ｄ−Ａ変換の後にアナログ測定信号
Ｍ２として出力ユニット８に与えられる）を決定する演
算ユニット６で処理される。このユニットの出力端に現
れる２つの測定信号Ｍ１，Ｍ２の比較に基づいて、所定
の許容値を超えたとき、または所定値を超えないとき
に、警告誤り信号Ｆが供給される。出力信号Ｍは、例え
ば、２つの測定信号Ｍ１，Ｍ２の平均値に、または２つ
の測定信号Ｍ１，Ｍ２の内の一方の値にすることが出来
る。
【００１３】図２の特性図は、測定される角度αに依存
する出力電圧Ｖを示すこの角度センサ装置の特性曲線を
示す。第一スイッチング状態では角度センサ装置は特性
Ｖ１を示し、第二スイッチング状態では特性Ｖ１に相補
的である特性Ｖ２か、特性Ｖ １と同一である特性Ｖ２ ＊
を、演算ユニット６の入力の極性に対応して、示す。測
定される角度がα０の場合、処理ユニットが正しく作動
すると、例えば、測定値Ｍ１０（測定値＝アナログ測定
信号の振幅）が第一スイッチング状態で得られ、測定値
Ｍ２０かＭ２０ ＊が第二スイッチング状態で得られる。
もし、Ｍ１０とＭ２０またはＭ２０ ＊との差が既定の限
界値範囲内にあるならば、誤動作は生じない。しかしな
がら、処理ユニットが正確に作動していない場合には、
第一スイッチング状態で角度α０を示す測定値Ｍ１１が
得られ、第二スイッチング状態では完全に異なった角度
α１またはα１ ＊を示す完全に異なった測定値Ｍ２１か
Ｍ ２１ ＊が得られる。これらの測定値の差が、もはや既
定の許容値内にはない場合、処理ユニット１６が正しく
作動していないことを示す誤り信号Ｆを発生させること
ができる。
【００１４】図３で示される角度センサ装置は、前述の
２つのセンサ１、２に加えて、センサ１、２と同一であ
るセンサ１ａ、２ａをさらに有している。スイッチング
手段１１'と１２'は、４つのスイッチング状態Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄが順次得られるように構成されている。センサ
１，２からのセンサ信号Ｓ１、Ｓ２は、最初の２つのス
イッチング状態Ａ、Ｂで前述したように処理されて測定
信号Ｍ１、Ｍ２を発生させ、 センサ１ａ，２ａからの
センサ信号Ｓ１ａ、Ｓ２ａは、次の２つの第一スイッチ
ング状態Ｃ、Ｄで前述したように処理されて測定信号Ｍ
１'、Ｍ２'を発生させる。スイッチ１３、１４、１５
は、この目的が達成されるように切り換えられる。全て
のスイッチング状態で測定されたセンサ信号を同時に処
理するために、適切なメモリ手段９１〜９３と１０１〜
１０３が設けられている。
【００１５】ここに至ると、出力ユニットは、様々な誤
り信号を発生させることができる。誤り信号Ｆ１は、誤
りがセンサ信号Ｓ１、Ｓ２の処理中に発生したことを示
す（Ｆ１は図１の誤り信号Ｆに対応している）。対応す
る誤り信号Ｆ２は、センサ信号Ｓ１ａ、Ｓ２ａの処理中
の誤動作を示すことができる。誤り信号Ｆ１２は、セン
サ２、ｌａ、２ａの何れかが故障していることを示す信
号で、測定信号Ｍ１、Ｍ２と測定信号Ｍ１’、Ｍ２’と
の比較、例えば、２つの平均値の比較、から発生させる
ことができる。本具体例の場合、出力値は、例えば、４
つの測定信号全ての平均値であるような測定値Ｍであ
る。
【００１６】本発明は、他のセンサと関連させて使用す
ることもできる。それらの内のいくつかを例示すると： ａ）流量測定技術では、出水率を測定するために、流れ
る媒体の音速と流速とを測定する第一センサと、（「流
れの影(flow shadow)」に配置される）音速のみを測定
する第二センサとの２つのセンサが使用される。 ｂ）回路の温度補償のためには、温度に依存する測定値
を測定するセンサと温度のみを測定するセンサの、２つ
のセンサを使用することができる。 ｃ）圧力差測定のためには、２つの圧力センサーを使用
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の角度センサ装置の構成図を示す。
【図２】角度センサ装置の出力特性図である。
【図３】２つのセンサ対を有する角度センサ装置のブロ
ックダイヤグラムである。
【符号の説明】
１ 角度センサ ２ 角度センサ ３ Ａ／Ｄコンバータ ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ 演算ユニット ６ 演算ユニット ７ Ｄ／Ａコンバータ ８ 出力ユニット ９ メモリ要素 １０ メモリ要素 １１ スイッチ １２ スイッチ １３ スイッチ １４ スイッチ １５ スイッチ ９１ メモリ手段 ９２ メモリ手段 ９３ メモリ手段 １０１ メモリ手段 １０２ メモリ手段 １０３ メモリ手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590000248 Ｇｒｏｅｎｅｗｏｕｄｓｅｗｅｇ １, 5621 ＢＡ Ｅｉｎｄｈｏｖｅｎ， Ｔｈ ｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ (72)発明者 プッシュ ステファン ドイツ国 20257 ハンブルグ ハルトウ ィグ−ヘッセ−シュトラート 35

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つのセンサ（１，２）と、其々１つの
    センサ（１，２）により供給される２つのセンサ信号
    （Ｓ１，Ｓ２）から測定信号（Ｍ１、Ｍ２）を導出する
    処理ユニット（１６）とを備え、前記処理ユニット（１
    ６）がその入力側に２つのＡ／Ｄコンバータユニット
    （３，４）を有しているセンサ装置において、各スイッ
    チング状態でセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２）が前記Ａ／Ｄコ
    ンバータユニット（３，４）に其々与えられ、かつ前記
    Ａ／Ｄコンバータユニット（３，４）へのセンサ信号
    （Ｓ１，Ｓ２）の割り当てが前記２つのスイッチング状
    態で異なるように、２つのスイッチング状態にスイッチ
    させる、スイッチング手段（１１，１２）が、前記セン
    サ（１，２）と前記Ａ／Ｄコンバータユニット（３，
    ４）との間に、設けられていて、かつ前記処理ユニット
    （１６）が、一スイッチング状態毎に決定される２つの
    測定信号（Ｍ１，Ｍ２）から誤り信号（Ｆ）を導出する
    ように構成されていることを特徴とするセンサ装置。
  2. 【請求項２】 メモリ手段（９，１０）が、第一スイッ
    チング状態の間に決定される前記センサ信号（Ｓ１，Ｓ
    ２）を格納するために設けられていて、かつ前記前記格
    納された信号（Ｓ１，Ｓ２）が第二スイッチング状態で
    前記Ａ／Ｄコンバータユニット（３，４）に与えられる
    ようにスイッチング手段（１１，１２）が構成されてい
    ることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 【請求項３】 前記処理ユニット（１６）が、前記Ａ／
    Ｄコンバータユニット（３，４）の後段に配置されてい
    る２つの演算ユニット（５，６）を有し、かつＡ／Ｄコ
    ンバータ（３，４）の両方が一方のスイッチング状態で
    第一演算ユニット（５）に接続されかつＡ／Ｄコンバー
    タ（５，６）の両方が他方のスイッチング状態で第二演
    算ユニット（６）に接続されるように、前記Ａ／Ｄコン
    バータユニット（３，４）と前記演算ユニット（５，
    ６）との間の接続をスイッチするために、スイッチング
    手段（１３，１４）が設けられていることを特徴とする
    請求項１または２に記載のセンサ装置。
  4. 【請求項４】 それぞれがセンサ信号（Ｓｌａ，
    Ｓ２ａ）を供給する２つのセンサ（ｌａ，２ａ）が設別
    にけられていて、これらの別のスイッチング状態で、前
    記別の２つのセンサ（１ａ，２ａ）の前記センサ信号
    （Ｓｌａ，Ｓ２ａ）が処理される２つの別のスイッチン
    グ状態にスイッチされるように前記スイッチ手段（１
    １’，１２’）が構成されていて、かつ前記処理ユニッ
    トが、一スイッチング状態毎に決定される４つの測定値
    （Ｍ１，Ｍ２，Ｍ１，Ｍ２’）から誤り信号（Ｆ１，Ｆ
    ２，Ｆ１２）を導出するように構成されていることを特
    徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
  5. 【請求項５】 互いに角度が離間されている２つの角度
    センサ（１，２）と、其々１つのセンサ（１，２）によ
    り供給される２つのセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２）から測定
    信号（Ｍ１，Ｍ２）を導出する処理ユニット（１６）と
    を備え、前記処理ユニット（１６）がその入力側に２つ
    のＡ／Ｄコンバータユニット（３，４）を有しているセ
    ンサ装置において、各スイッチング状態でセンサ信号
    （Ｓ１，Ｓ２）が前記Ａ／Ｄコンバータユニット（３，
    ４）に其々与えられ、かつ前記Ａ／Ｄコンバータユニッ
    ト（３，４）へのセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２）の割り当て
    が前記２つのスイッチング状態で異なる、２つのスイッ
    チング状態にスイッチさせるために、スイッチング手段
    （１１，１２）が、前記角度センサ（１，２）と前記Ａ
    ／Ｄコンバータユニット（３，４）との間に設けられて
    いて、かつ前記処理ユニット（１６）が、一スイッチン
    グ状態毎に決定される２つの測定信号（Ｍ１ ，Ｍ２）か
    ら誤り信号（Ｆ）を導出するように構成されていること
    を特徴とするセンサ装置。
  6. 【請求項６】 測定信号（Ｍ１，Ｍ２）が、２つのＡ／
    Ｄコンバータユニット（３，４）を有している処理ユニ
    ット（１６）により２つのセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２）か
    ら導出されるセンサ装置の測定誤り検出方法において、
    前記２つのセンサ信号（Ｓ１，Ｓ２）が、前記一方のＡ
    ／Ｄコンバータユニット（３，４）により変換され、第
    一測定信号（Ｍ１）が、当該Ａ／Ｄコンバータユニット
    の出力信号から導出され、前記２つのセンサ信号
    （Ｓ１，Ｓ２）が他方のＡ／Ｄコンバータユニット
    （４，３）により変換され、第二測定信号（Ｍ２）がそ
    れらの出力信号から導出され、かつ誤り信号（Ｆ）が２
    つの測定信号（Ｍ１，Ｍ２）からを導出されることを特
    徴とするセンサ装置の測定誤り検出方法。
JP10363551A 1997-12-22 1998-12-21 測定誤り検出機能を有するセンサ装置 Ceased JPH11271096A (ja)

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DE19757196A DE19757196A1 (de) 1997-12-22 1997-12-22 Sensoranordnung mit Meßfehlererkennung
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EP (1) EP0927868B1 (ja)
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