KR101120826B1 - 센서용 안전 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 센서, 특히 회전 속도 센서용 안전 장치로서, 센서 소자와 기능 부품이 센서 기능을 제공하고 센서 출력 신호를 생성시키는 안전 장치에 관한 것이다. 기능 부품은 기능 영역을 형성한다. 검사 부품이 검사 영역에 구비되고, 모니터링 부품이 모니터링 영역에 구비된다. 검사 부품은 기능 부품을 연속하여 검사하도록 형성되고, 모니터링 부품은 검사 부품을 한 작동 사이클 중 적어도 1회 모니터하도록 형성된다.

센서, 안전 장치

Description

센서용 안전 장치{SECURITY DEVICE FOR A SENSOR}

본 발명은, 센서, 특히 회전 속도 센서용 안전 장치로서, 센서 소자와 기능 부품이 센서 기능을 제공하고 센서 출력 신호를 생성시키는 안전 장치에 관한 것이다.

예를 들어 유럽 특허 공보 제0 461 761 B1호에는, 진동 자이로스코프가 2개의 반경 방향으로 정렬된 축에서 여기(excitation)되고, 이를 위해서 적절한 트랜스듀서를 구비한 제1 제어 루프 및 제2 제어 루프가 진동 자이로스코프에 구비되는 회전 속도 센서가 개시되어 있다. 이러한 회전 속도 센서가 차량 움직임을 안정시키도록 하기 위해 차량에 사용되면, 그 회전 속도 센서의 고장이나 오작동으로 인한 위험이 생길 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 회전 속도 센서의 기능을 모니터링하는 작업이 필요하게 된다.

본 발명의 안전 장치에 따르면, 이러한 모니터링 작업은, 기능 부품이 기능 영역을 형성하고, 검사 부품이 검사 영역에 구비되며, 모니터링 부품이 모니터링 영역에 구비되고, 검사 부품은 기능 부품을 연속하여 검사하도록 형성되며, 모니터링 부품은 검사 부품을 한 작동 사이클 중 적어도 1회 모니터하도록 형성됨으로써 행해진다.

본 발명에 따른 안전 장치의 한 가지 이점은, 연속 모니터링에 의해 오류 메시지가 신속하게 생성됨으로써, 센서 출력 신호가 부정확할 수 있음을 사용자와 상위 레벨 시스템에 알릴 수 있다는 점이다. 이러한 신속한 반응이 검사 영역의 모니터링 작업에 의해 추가로 보조됨으로써, 부정확한 센서 출력 신호를 직접적으로 유발시키지는 않지만 제2 오류가 발생하는 경우에 위험을 초래할 수도 있는 오류들의 신호가 생성된다. 이를 위해서, 약간의 여분의 기능 부품이 필요하게 된다.

본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 검사 부품은, 기능 영역의 수치를 측정하고 그 측정치를 한계치와 비교하도록 형성된다. 이러한 경우에, 검사 부품은 또한 센서 출력 신호를 측정하고 그 측정된 센서 출력 신호를 한계치와 비교하도록 형성된다.

이러한 태양의 일 실시예에 따르면, 시험 신호가 생성되어 기능 부품으로 전송되고 그 시험 신호에 대한 기능 부품의 반응이 측정됨으로써, 검사 부품이 또한 기능 부품을 시험하도록 형성되어, 보다 양호한 검사가 가능하게 된다.

센서가 비교적 복잡하면, 기능 영역은 디지털 부품과 아날로그 부품을 포함하며, 이를 위해서 본 발명의 안전 장치에 따르면, 검사 부품은, 디지털 부품의 레지스터(register)를 습득하고 아날로그 부품에서 아날로그 신호를 측정하도록 형성된다. 이러한 경우에, 검사 기능을 더욱 보강시키기 위해서, 검사 영역이 자체 아날로그 부품과 적어도 하나의 아날로그/디지털 컨버터를 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 바람직한 태양에 따르면, 모니터링 부품은 디지털 검사 부품을 모니터하도록 형성된다. 이러한 경우에, 모니터링 영역은, 검사 영역에 포함된 마이크로컴퓨터의 클럭(clock)을 모니터하는 부품 및/또는 검사 영역에 포함된 마이크로컴퓨터를 모니터하는 와치독(watchdog) 회로를 구비할 수 있다. 또한, 이러한 태양에 따르면, 모니터링 영역은 검사 영역 내에서 메모리를 시험하는 장치를 포함할 수 있다.

프로그램가능한 장치를 포함하는 전자 회로는 종종 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit: ASIC)에 의해 형성된다. 이러한 주문형 집적 회로는, 각각의 신호 흐름과 연결 논리가 가능한 경우에 종종 이중 형태로 사용되는 매우 많은 수의 게이트 회로들을 구비한다. 본 발명에 따른 안전 장치에 의해 달성된 고도의 안전성을 저해하지 않게 하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기능 영역의 부품, 검사 영역의 부품 및 모니터링 영역의 부품이 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 형성되고, 그 주문형 집적 회로에 포함된 게이트 회로들은 각각 하나의 영역에만 결합된다.

본 발명에 의하면 여러 가지 실시예들이 가능하다. 그 중 하나의 실시예가 도면들에 개략적으로 도시되어 있으며, 그 도면들을 참고하여 이하에서 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 여러 가지 영역들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 회전 속도 센서의 실시예를 이용하여 본 발명에 따른 안전 장치를 도시한 블록 다이어그램이다.

본 발명의 실시예와 그의 부품들이 블록 다이어그램 형태로 도시되어 있다. 하지만, 이는 본 발명에 따른 장치가 블록에 해당되는 개별 회로를 사용한 실시예로만 국한됨을 의미하는 것은 아니다. 실제로, 본 발명에 따른 장치는 대규모 집적 회로를 사용하여 아주 바람직한 방식으로 실시될 수 있다. 이러한 경우에는, 적절하게 프로그램되면 블록 다이어그램에 도시된 처리 단계들을 수행할 수 있는 마이크로프로세서가 사용될 수 있다. 본 발명의 목적과 관련하여, 도시된 부품들은, 해당 프로그램 및 프로그램 모듈을 포함하는 회로, 컴퓨터, 메모리 및 유사 하드웨어를 의미한다.

도 1에 도시된 개략도는 작동 회로(2)가 구비된 진동 자이로스코프(1)를 도시하고 있다. 이러한 경우에, 작동 회로의 한 영역은, 진동 자이로스코프(1)를 실제로 작동시킬 수 있고 출력부(3)에서 생성되는 회전 속도 신호를 생성시킬 수 있도록 구비된다. 이러한 영역은 이하에서 기능 영역(4)으로 불리운다. 조합되어 검사 영역(5)을 형성하는 또 다른 회로들이 연속 모니터링을 위해 사용된다. 마지막으로, 검사 영역의 회로들은 모니터링 영역(6)에 의해 모니터된다. 비휘발성 메모리(7)가 조절 데이터를 저장하는 데 사용된다. 또 다른 출력부(8)가 알람 신호의 출력을 위해 구비된다.

영역(4, 5, 6)의 부품들이 도 2에 블록 다이어그램으로 보다 상세하게 도시되어 있다. 따라서, 일례로 2개의 증폭기(10, 11), 하나의 아날로그/디지털 컨버터(12) 및 하나의 디지털/아날로그 컨버터(13)가 진동 자이로스코프(1)의 작동을 위 해 구비된다. 또 다른 부품, 일례로 필터는 본 발명을 이해하는 데 있어 필요없기 때문에 도시하지 않았으며 그에 대해서 상세히 설명하지 않는다. 진동 자이로스코프(1)로부터 산출되는 신호는 도면 부호 11에서 증폭되어 도면 부호 12에서 디지털화된 다음에 도면 부호 14에서 디지털 형태로 처리되어 드라이버 신호를 산출하며, 이러한 드라이버 신호는 디지털/아날로그 컨버터(13)와 증폭기(10)를 통해서 진동 자이로스코프의 한 입력부로 전송된다.

작동시, 조절 데이터가 비휘발성 메모리(7)로부터 로딩된다. 회전 속도 신호를 포함한 데이터가 디지털 신호 처리부(14)로부터 마이크로컴퓨터(15)를 통해 로딩되어, UART/SPI 인터페이스(16)를 통해 또 다른 마이크로컴퓨터(17)로 전송된다. 마이크로컴퓨터(17)는 출력부(3)에서 디지털 회전 속도 신호를 생성시킨다. 이와 함께, 디지털/아날로그 컨버터(18)가 디지털 신호 처리부(14)에 연결되어, 아날로그 회전 속도 신호가 출력부(3')에서 생성된다.

검사 영역은 마이크로컴퓨터에 의한 자체 진단부(19)에 의해 형성되며, 데이터는 디지털 신호 처리부(14)로부터 습득가능하다. 또한, 검사 영역은 기능 영역의 아날로그 부품들을 검사할 수 있게 하기 위해서 시험 신호 주입기(20)를 구비하며, 이 시험 신호 주입기는 자체 진단부(19)에 의해 제어될 수 있고 선정가능한 지점들에서 아날로그 시험 신호를 기능 영역의 아날로그 회로로 전송할 수 있다. 기능 영역(4)의 아날로그 회로의 다수의 지점들이 다중화기(multiplexer)(21)에 연결되어, 선정가능한 아날로그 신호가 검사될 수 있게 된다.

이러한 아날로그 신호들 중 하나가 비교적 작은 진폭을 갖는 경우를 위해 증 폭기(22)가 구비된다. 도시된 실시예에 따르면, 검사할 아날로그 신호는 반송파 주파수를 갖는다. 따라서, 다중화기(21)에 후속하여 복조기(23)가 구비된다. 도면 부호 24에서의 아날로그/디지털 변환 후에, 자체 진단부(19)는 검사할 아날로그 신호를 습득할 수 있다. 자체 진단부(19)는, 출력부(3')로부터의 아날로그 출력 신호와, 추가 검사용으로 출력부(8)로부터의 알람 신호를 수신한다. 만일 자체 진단부(19)가 오류를 발견하면, 알람 신호가 OR 회로(25)와 출력부(8)를 통해서 생성된다. 또한, UART/SPI 인터페이스의 시리얼 데이터 메시지의 상태 비트(status bit)를 통해 알람 신호가 생성된다.

마이크로컴퓨터에서의 프로그램 실행, 클럭 신호의 존재 및 메모리의 정확한 작동에 대한 모니터링 작업은, 모니터링 영역(6)에서 클럭 탐지기(26), 와치독(watchdog)(27) 및 RAM/ROM 검사기(28)에 의해 행해진다. 만일 이러한 부품들 중 하나가 오류를 발견하게 되면, 알람 신호가 OR 회로(25)와 출력부(8)를 통해서 생성된다. 자체 진단 작업은 일례로 유지 보수 작업 중에 혹은 차량의 작동 중단 시간 중에 입력부(29)를 통해 개시될 수 있다.

Claims (11)

1. 회전 속도 센서용 안전 장치로서, 센서 소자와 기능 부품이 센서 기능을 제공하고 센서 출력 신호를 생성시키며, 상기 기능 부품(1, 10 내지 18)은 기능 영역(4)을 형성하고, 검사 부품(19 내지 25)이 검사 영역(5)에 구비되며, 모니터링 부품(26, 27, 28)이 모니터링 영역(6)에 구비되고, 상기 검사 부품(19 내지 25)은 기능 부품(1, 10 내지 18)을 연속하여 검사하도록 형성되며, 상기 모니터링 부품(26, 27, 28)은 검사 부품(19 내지 25)을 한 작동 사이클 중 최소한 1회 모니터하도록 형성되고, 상기 모니터링 영역(6)은, 검사 영역에 포함된 마이크로컴퓨터(19)의 클럭을 모니터하는 부품(26)과, 마이크로컴퓨터(19)를 모니터하는 와치독 회로(27)와, 검사 영역(5) 내에서 메모리를 시험하는 장치(28)를 구비하는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
2. 제1항에 있어서,

   검사 부품(19 내지 25)은, 기능 영역(4)의 수치를 측정하고 그 측정치를 한계치와 비교하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
3. 제2항에 있어서,

   검사 부품(19 내지 25)은, 센서 출력 신호를 측정하고 그 측정된 센서 출력 신호를 한계치와 비교하도록 또한 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   시험 신호가 생성되어 기능 부품(1, 10 내지 18)으로 전송되고 그 시험 신호에 대한 기능 부품(1, 10 내지 18)의 반응이 측정됨으로써, 검사 부품(19 내지 25)은 또한 기능 부품(1, 10 내지 18)을 시험하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   기능 영역(4)은 디지털 부품(14 내지 17)과 아날로그 부품(1, 10, 11)을 포함하고, 검사 부품은, 디지털 부품(14 내지 17)의 레지스터를 입수하고 아날로그 부품(1, 10, 11)에서 아날로그 신호를 측정하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
6. 제5항에 있어서,

   검사 영역(5)은 자체 아날로그 부품(20 내지 23)과 최소한 하나의 아날로그/디지털 컨버터(24)를 포함하는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
7. 삭제
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   기능 영역(4)의 부품, 검사 영역(5)의 부품 및 모니터링 영역(6)의 부품은 주문형 집적 회로(ASIC)에 의해 형성되고, 상기 주문형 집적 회로에 포함된 게이트 회로들은 각각 하나의 영역에만 결합되는 것을 특징으로 하는 안전 장치.
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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