(57)【要約】      （修正有）【課題】エラー事象であるのか、車輪停止等の危機的状態であるのかを判別できる速度センサデバイスと電子制御ユニットを提供する。【解決手段】速度センサデバイス１は、センサ信号を提供するセンサ要素１０と、速度センサデバイスのステータス情報を提供するステータスモジュール１１と、出力信号を生成する処理モジュール１２とを含む。ステータス情報１１０が速度センサデバイスのエラー等の非危機的状態を示す場合、出力信号１２０はセンサ信号１００から導出され、危機的状態を示す場合、出力信号は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である。電子制御ユニットは、速度センサデバイスから、信号エッジを有する信号を受信するインタフェースと、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を分析する処理ユニットとを含む。【選択図】図１
0003198872.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
速度センサデバイスであって、
センサ信号を提供するセンサ要素と、
前記速度センサデバイスのステータス情報を提供するステータスモジュールと、
出力信号を生成する処理モジュールと、
を備え、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの非危機的状態を示す場合、前記出力信号は前記センサ信号から導出され、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの危機的状態を示す場合、前記出力信号は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である、速度センサデバイス。
【請求項２】
前記セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、前記事前選択される閾値をｎで割った商として決定される長さを有し、ｎは１よりも大きな自然数である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項３】
前記センサ信号から導出される信号は、前記導出される信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が前記事前選択される閾値よりも長いような信号エッジを含む、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項４】
前記センサ信号は信号エッジを含み、前記事前選択される閾値は、前記速度センサデバイスの用途に依存し、前記速度センサデバイスの対応する用途では達することができない、前記センサ信号の後続する同種の信号エッジの間で可能な最長の時間間隔である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項５】
前記速度センサデバイスが、自動車でのＡＢＳ用途での回転速度の特定に適用される場合、前記事前選択される閾値は１／１０００秒〜１／５０００秒の範囲内の値である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項６】
前記速度センサデバイスが、自動車でのトランスミッション用途での回転速度の特定に適用される場合、前記事前選択される閾値は１／７０００秒〜１／１３０００秒の範囲内の値である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項７】
前記事前選択される閾値は、前記速度センサデバイスの製造中に予め決定されるか、または前記速度センサデバイスの設置中、前記速度センサデバイスの用途に応じて選択される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項８】
前記センサモジュールは磁場センサモジュールであり、前記センサ信号は、回転可能体の回転速度を示す振動磁場を示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項９】
前記ステータス情報は、一般機能セーフティテスト、冗長パスの比較情報、または外部パラメータに基づいて特定される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１０】
前記速度センサデバイスの前記危機的状態は、前記速度センサデバイスが前記センサ信号の情報を信頼できる方法で出力することができない状態である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１１】
前記危機的状態は、前記速度センサデバイスに提供される十分な供給電圧がないことを示すか、前記センサの記憶装置内のビットエラーを示すか、または外部パラメータを示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１２】
前記ステータスモジュールは、低レベルおよび高レベルを有するステータス信号を出力するように構成され、前記低レベルおよび高レベルのうちの一方は、前記速度センサデバイスの前記非危機的状態を示し、前記低レベルおよび高レベルのうちの他方は、前記センサ速度デバイスの前記危機的状態を示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１３】
前記ステータスモジュールは、更なる危機的ステータスを示すステータス情報を提供するように構成され、前記セーフティメッセージ信号は、前記危機的状態のタイプを示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１４】
前記セーフティメッセージ信号は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の半分よりも短いか、または長い、２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔を有する、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１５】
前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の４０％よりも短いか、または６０％よりも長い、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１６】
前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、周期的に変化する、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１７】
前記セーフティメッセージ信号は、前記センサ信号であるか、または前記センサ信号から導出される前記出力信号と比較してオフセットを有して提供される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１８】
速度センサデバイスから、信号エッジを有する信号を受信するインタフェースと、
後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を分析する処理ユニットと、
を備え、前記処理ユニットは、前記時間間隔が事前選択される閾値よりも長い場合、前記速度センサデバイスの非危機的状態を判定し、２つの後続する同種の信号エッジ間の前記時間間隔が前記事前選択される閾値以下である場合、前記速度センサデバイスの危機的状態を判定するように構成される、電子制御ユニット。
【請求項１９】
前記処理ユニットは、２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔を分析することにより、２つ以上の危機的状態を区別するように構成され、前記時間間隔は前記事前選択される閾値よりも短い、請求項１８に記載の電子制御ユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
このセクションは、実施形態のより良い理解を促進するのに有用となり得る態様を紹介する。したがって、このセクションで述べることは、この観点から読まれることになり、かつ従来技術にあるもの、または従来技術にないものに関する自認としては理解されないことになる。
【０００２】
自動車工学の分野では、自動車の車輪の車輪速度、または自動車の他の回転可能な部分の速度をモニタすることが要求されることがある。車輪速度は、例えば、アンチロックブレーキングシステム（ＡＢＳ）用途、または変速機用途に使用され得る。通常、車輪速度情報は、例えば、弱電流Ｉｌｏｗ＝７ｍＡおよび大電流Ｉｈｉｇｈ＝１４ｍＡを有する電流プロトコルとして、センサから自動車のＥＣＵに標準出力プロトコルで送信される。例えば、エラー事象などのセーフティ情報を、ＥＣＵにさらに提供することが有用であり得る。このため、エラー事象の場合、例えば、外部供給電圧が所定の定電圧値を下回る場合、またはビットエラーが内部センサ記憶装置において発生した場合、定電流Ｉｌｏｗ＝７ｍＡまたはＩｈｉｇｈ＝１４ｍＡが出力され得る。したがって、ＥＣＵは、エラー事象を認識することがある。内部エラーが発生し、かつチップ内部で検出され、この障害は、一定Ｉｌｏｗまたは一定Ｉｈｉｇｈの電流レベルでシグナリングされる必要がある。この場合、典型的には、例えば、車輪の速度センサによってＥＣＵにシグナリングされる、エラー兆候または車輪の停止かを区別することは可能ではない。
【考案の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
種々の例示的な実施形態の一部の態様を強調および紹介することを意図する、以下の考案の概要において、一部の簡略化がなされてもよいが、そのような簡略化は、本考案の範囲を限定することを意図するものではない。例示的な実施形態の詳細な説明は、当業者が以下のセクションにしたがって考案概念を作り、および使用することを可能にするのに適している。
【０００４】
本開示の第１の態様によれば、速度センサデバイスが提供される。速度センサデバイスは、センサ信号を提供するセンサ要素を含む。速度センサデバイスはさらに、速度センサデバイスのステータス情報を提供するステータスモジュールを含む。速度センサデバイスはさらに、出力信号を生成する処理モジュールを含む。処理モジュールは、ステータス情報が速度センサデバイスの非危機的状態を示す場合、センサ信号から出力信号を導出するように構成される。ステータス情報が速度センサデバイスの危機的状態を示す場合、処理モジュールは、信号エッジを有するセーフティメッセージとして出力信号を提供するように構成され、それによって、後続の同種の信号エッジの間の時間間隔が、事前選択された閾値以下である。
【０００５】
さらなる態様によれば、速度センサ方法が提供される。方法は、センサ信号を受信し、速度センサデバイスのステータス情報を提供し、および出力信号を生成する動作を備える。ステータス情報が、速度センサデバイスの非危機的状態を示す場合、出力信号は、センサ信号から導出される。ステータス情報が速度センサデバイスの危機的状態を示す場合、出力信号は信号エッジを有するセーフティメッセージ信号であり、それによって後続の同種の信号エッジの間の時間間隔が、事前選択された閾値以下である。
【０００６】
本開示のさらなる態様によれば、電子制御ユニット（ＥＣＵ）が提供される。ＥＣＵは、信号エッジを有する信号を速度センサデバイスから受信するインタフェースと、後続の同種の信号エッジの間の時間間隔を分析する処理ユニットとを備える。処理ユニットは、時間間隔が事前選択された閾値よりも高い場合、速度センサデバイスの非危機的状態を判定し、および２つの後続の同種の信号エッジの間の時間間隔が事前選択された閾値以下である場合、速度センサデバイスの危機的状態を判定する、ように構成される。
【０００７】
さらなる態様によれば、信号エッジを有する信号を速度センサデバイスから受信し、および後続の同種の信号エッジの間の時間間隔を分析する動作を備えたＥＣＵの方法が提供される。時間間隔を分析する動作は、時間間隔が事前選択された閾値よりも高い場合、速度センサデバイスの非危機的状態を判定することと、２つの後続の同種の信号エッジの間の時間間隔が事前選択された閾値以下である場合、速度センサデバイスの危機的状態を判定することとを備える。
【０００８】
一部の実施形態は、それぞれの動作を実行する装置内に組み込まれたデジタル回路を備える。このようなデジタル制御回路、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路 (ＡＳＩＣ)、または汎用プロセッサがメモリ回路に結合されてもよく、ならびにハードウェアおよび／またはソフトウェアに従って構成される必要がある。さらなる実施形態はまた、コンピュータプログラムがコンピュータまたはプログラマブルハードウェアデバイス上で実行されると、方法の実施形態を実行するためのプログラムコードを有するコンピュータプログラムを提供する。
【０００９】
装置および／または方法の幾つかの実施形態について、単なる例として、添付図を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】制御ユニットへの出力信号を生成する速度センサデバイスを示す。
【図２】タイヤの車輪速度を特定するように構成される図１の速度センサデバイスを示す。
【図３】図１の速度センサデバイスによって提供される出力信号の第１の実施形態を提示する。
【図４】図１の速度センサデバイスによって提供される出力信号の第２の実施形態を提示する。
【図５】制御ユニットへの出力信号を生成する速度センサデバイスの別の実施形態を示す。
【図６】図１の速度センサデバイスによって提供される出力信号の第３の実施形態を提示する。
【図７】図１の速度センサデバイスによって提供される出力信号の第４の実施形態を提示する。
【図８】図１の速度センサデバイスによって提供される出力信号の第５の実施形態を提示する。
【図９】出力信号を生成する方法を提示する。
【図１０】速度センサデバイスからの信号エッジを有する信号を分析する電子制御ユニットを示す。
【図１１】図１によって提示される速度センサデバイスおよび図１０の電子制御ユニットを示す。
【図１２】速度センサデバイスからの信号エッジを有する信号を復号化する方法を提示する。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
これより、様々な実施形態例について、幾つかの実施形態例が示される添付図面を参照してより十分に説明する。
【００１２】
したがって、実施形態例は様々な変更形態および代替形態が可能であるが、本考案の実施形態を例として図面に示し、本明細書で詳細に説明する。しかし、開示される特定の形態に実施形態例を限定する意図はなく、逆に、実施形態例が、実用新案登録請求の範囲内に入る全ての変更形態、均等物、および代替形態を包含することを理解されたい。図の説明全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。本明細書では、第１、第２等の用語が、様々な要素を説明するために使用され得るが、これらの用語がこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されよう。これらの用語は、ある要素を別の要素から区別するためだけに使用される。例えば、実施形態例の範囲から逸脱せずに、第１の要素を第２の要素と呼ぶこともでき、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶこともできる。本明細書で使用される場合、「および／または」という用語は、関連付けられた列挙項目のうちの１つまたは複数のありとあらゆる組み合わせを含む。
【００１３】
要素が別の要素に「接続」または「結合」されるものとして言及される場合、要素は別の要素に直接接続もしくは結合することもでき、または介在要素が存在することもあることが理解されよう。これとは対照的に、要素が別の要素に「直接接続」または「直接結合」されるものとして言及される場合、介在要素は存在しない。要素間の関係を説明するために使用される他の言葉も同様に解釈されるべきである（例えば、「間に」と「間に直接」、「に隣接」と「に直接隣接」等）。
【００１４】
本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的としており、実施形態例の限定を意図しない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈により明らかに別のことが示されない限り複数形も同様に含むことが意図される。「備える」、「備えている」、「含む」、および／または「含んでいる」という用語は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、完全体、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、完全体、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの群の存在または付加を除外しないことがさらに理解されよう。
【００１５】
幾つかの代替の実装形態では、記された機能／動作が、図に記された順序以外の順序で行われ得ることにも留意されたい。例えば、連続して示される２つの図は、関わる機能／動作に応じて、実際には略同時に実行されてもよく、または時には逆順で実行してもよい。
【００１６】
別段のことが定義される場合を除き、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、実施形態例が属する分野の当業者によって一般に理解される意味と同じ意味を有する。用語、例えば、一般に使用される辞書で定義される用語が、関連分野の文脈中での意味に一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化されるか、または過度に形式張った意味で解釈されないことがさらに理解されよう。
【００１７】
実施形態例の部分および対応する詳細な説明は、ソフトウェアまたはコンピュータメモリ内のデータビットの演算のアルゴリズムおよび象徴的表現に関して提示される。これらの説明および表現は、当業者が仕事の要旨を他の当業者に効率的に伝えるためのものである。アルゴリズムは、本明細書で使用される場合、そして一般に使用される場合、所望の結果に繋がる自己矛盾のない一連の動作として考えられる。動作は、物理的な数量の物理的な操作を必要とするものである。必ずしもそうであるわけではないが、通常、これらの数量は、記憶、転送、結合、比較、および他の様式での操作が可能な光信号、電気信号、または電磁信号の形態をとる。時折、主に一般的な慣習を理由として、これらの信号をビット、値、要素、シンボル、文字、用語、数等として呼ぶことが好都合なことが証明されている。
【００１８】
以下の説明では、例示的な実施形態について、特定のタスクを実行するか、または特定の抽象データ型を実装するとともに、既存のネットワーク要素または制御ノードでの既存のハードウェアを使用して実装し得るルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造等を含むプログラムモジュールまたは機能プロセスとして実装し得る動作および動作の象徴的表現（例えば、フローチャートの形態）を参照して説明する。そのような既存のハードウェアは、１つまたは複数の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コンピュータ等を含み得る。
【００１９】
別段のことが特に述べられるか、または考察から明らかな場合を除き、「処理する」、「計算する」、「特定する」、または「表示する」等の用語は、コンピュータシステムのレジスタおよびメモリ内の物理的な電子数量として表されるデータを操作して、コンピュータシステムのメモリ、レジスタ、他のそのような情報記憶装置、伝送装置、または表示デバイス内での物理的数量として同様に表される他のデータに変換するコンピュータシステムまたは同様の電子計算デバイスの動作およびプロセスを指す。
【００２０】
本明細書に開示される場合、「記憶媒体」、「記憶ユニット」、または「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ＲＡＭ、コアメモリ、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイス、および／または情報を記憶する他の有形磁気可読媒体を含め、データを記憶する１つまたは複数のデバイスを表し得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、ポータブル記憶デバイス、固定記憶デバイス、光学記憶デバイス、および命令および／またはデータの記憶、包含、または搬送を行うことが可能な様々な他の媒体を含み得るが、これらに限定されない。
【００２１】
さらに、実施形態例は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード、ハードウェア記述言語、またはそれらの任意の組み合わせによって実装し得る。ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、またはマイクロコードで実装される場合、必要なタスクを実行するプログラムコードまたはコードセグメントは、コンピュータ可読記憶媒体等のマシンまたはコンピュータ可読媒体に記憶し得る。ソフトウェアで実装される場合、１つまたは複数のプロセッサが必要なタスクを実行する。
【００２２】
コードセグメントは、プロシージャ、関数、サブプログラム、プログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェアパッケージ、クラス、または命令、データ構造、もしくはプログラムステートメントの任意の組み合わせを表し得る。コードセグメントは、情報、データ、引数、パラメータ、またはメモリ内容を渡し、かつ／または受信することによって別のコードセグメントまたはハードウェア回路に結合し得る。情報、引数、パラメータ、データ等は、メモリ共有、メッセージパッシング、トークンパッシング、ネットワーク伝送等を含む任意の適する手段を介して渡し、転送し、または伝送し得る。
【００２３】
図１は、制御ユニットへの符号化信号を生成するように構成される速度センサデバイス１の実施形態例の概略図を表す。
【００２４】
速度センサデバイス１はセンサ要素１０を備える。センサ要素１０は、センサ信号１００を提供するように構成される。速度センサデバイス１はさらに、ステータス情報１１０を提供するように構成されるステータスモジュール１１を備える。さらに、速度センサデバイス１は、出力信号１２０を生成するように構成される処理モジュール１２を備える。モジュールは完全または部分的に、例えば、半導体チップの回路または回路の部分としてハードウェアで実装し得る。モジュールは、他の実施形態では、ソフトウェア、ミドルウェア、またはファームウェアで完全または部分的に実装し得る。例えば、ステータスモジュールは、幾つかの実施形態では、ステータスを検知またはモニタし、それに基づいてステータス情報を生成することが可能な半導体チップ上に提供される任意の回路または回路の部分を含み得る。幾つかの実施形態では、ステータスモジュールは、ソフトウェア、ミドルウェア、ファームウェア、半導体チップのデジタル回路で処理されるデータ処理コードまたはその部分を含み得る。幾つかの実施形態では、処理モジュールはデジタル処理モジュールであり得る。幾つかの実施形態では、ステータスモジュールおよび処理モジュールは、チップ上の同じハードウェア構成要素を含み得る。幾つかの実施形態では、速度センサデバイスは、モノリシックに集積された回路が設けられた半導体チップであり、半導体パッケージが半導体チップを囲む。幾つかの実施形態では、センサ要素、ステータスモジュール、および処理モジュールは、同じ半導体チップにモノリシックに集積される。幾つかの実施形態では、速度センサデバイスは、共通の半導体パッケージ内に提供される２つ以上の半導体チップを含み得る。例えば、検知要素は、第１の半導体チップに提供し得、ステータスモジュールおよび処理モジュールは、第２の半導体チップに実装し得る。他の実施形態では、検知要素の部分、ステータスモジュールの部分、または処理モジュールの部分は、第１の半導体チップに共通に実装し得、一方、検知要素、ステータスモジュール、または処理モジュールの他の部分は、同じ半導体パッケージ内の第２の半導体チップに実装し得る。
【００２５】
実施形態では、処理モジュールは以下のように実装される。ステータス情報１１０が速度センサデバイス１の非危機的状態を示す場合、出力信号１２０がセンサ信号１００から導出される。逆に、ステータス情報１１０が速度センサデバイス１の危機的状態を示す場合、出力信号１２０は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される（時間）閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である。幾つかの実施形態では、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、２つの連続した正の信号エッジ（２レベルデジタル信号のローハイ遷移の立ち上がりエッジ）の間の時間間隔であり得る。他の実施形態では、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、２つの連続する負の信号エッジ（２レベルデジタル信号のハイロー遷移の立ち下がりエッジ）の間の時間間隔であり得る。各時間間隔は、出力信号１２０の最小および最大を含み得る。換言すれば、時間間隔は出力信号１２０の１周期全体を含み得る。
【００２６】
したがって、速度センサデバイス１が危機的状態である場合に処理モジュール１２によって出力されるセーフティメッセージ信号は、閾値周波数ｆｔｈ以上の一定または可変の周波数ｆｓｍを有するか、または含み得る。セーフティメッセージ信号は、非危機的状態の場合の出力信号から区別し得る高周波数信号であるため、セーフティメッセージ信号を受信するリモート制御ユニットは、速度センサデバイス１の危機的状態を明確に認識し得る。したがって、速度センサデバイスの危機的状態は、制御ユニット、ひいてはユーザにセキュアに送信し得る。
【００２７】
幾つかの実装形態では、センサ要素１０は、回転可能なターゲットの回転速度を示す物理数量を測定するように構成し得る。センサ信号１００は、例えば、車輪速度を示す振動物理的数量を示し得る。振動数量の変動は、センサ信号１００の信号エッジによって表し得る。幾つかの実施形態では、センサ信号１００の信号エッジは、事前選択される閾値よりも長い、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を定義し得る。換言すれば、センサ信号１００は、車輪速度を示す可変周波数を有し得、この周波数は閾値周波数ｆｔｈ未満である。幾つかの実施形態では、センサ信号１００の周波数は、０Ｈｚ〜閾値周波数ｆｔｈの周波数範囲内の周波数であり得る。
【００２８】
幾つかの実施形態では、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、事前選択される閾値を自然数ｎで割った商として決定される長さを有し得る。換言すれば、時間間隔の長さは、事前選択される閾値と１／ｎとの積に等しいことができる。したがって、セーフティメッセージ信号は、最高センサ周波数ｆｔｈの１倍、２倍、または３倍以上等の閾値周波数ｆｔｈの倍数である一定周波数ｆｓｍを有する振動信号であり得る。換言すれば、ｆｓｍ≧ｆｔｈ、ｆｓｍ≧２＊ｆｔｈ、ｆｓｍ≧３＊ｆｔｈ、ｆｓｍ≧４＊ｆｔｈ等である。
【００２９】
他の実施形態では、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、センサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に依存し得る。例えば、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号の間の時間間隔は、１／ｎを事前選択される閾値に掛けたものと、１／ｍをセンサ信号１００の２つの対応する後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に掛けたものとの差として決定される長さを有し、ここで、ｎおよびｍは自然数である。そのような実装形態では、セーフティメッセージ信号は、速度センサデバイス１が危機的状態にあるという情報と、検知された車輪速度についての情報とを含み得る。セーフティメッセージ信号は、センサ信号１００の可変周波数と、閾値周波数ｆｔｈとに依存する可変周波数ｆｓｍを有し得る。
【００３０】
センサ信号１００から導出される信号は、速度センサデバイスの非危機的状態中に出力信号１２０として使用し得、センサ信号１００から導出される信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値よりも長いような信号エッジを含み得る。換言すれば、センサ信号１００から導出される信号は、センサ信号１００の可変周波数に対応するとともに、閾値周波数ｆｔｈよりも低い可変周波数を有し得る。したがって、制御ユニットは、事前選択される閾値に基づいて、非危機的状態での出力信号１２０を、危機的状態での出力信号１２０から明確に区別することが可能であり得る。
【００３１】
まとめると、幾つかの実施形態では、出力信号１２０は、２つの後続する同種の信号エッジの間に間隔を有し得る。この時間間隔は、速度センサデバイス１が非危機的状態である場合、センサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に対応し得る。速度センサデバイス１が危機的状態である場合、時間間隔は事前選択される閾値以上である。
【００３２】
事前選択される時間閾値は、幾つかの実施形態では、速度センサデバイス１の用途に依存し得るとともに、速度センサデバイス１の対応する用途で達することができないセンサ信号１００の後続する同種の信号エッジ間の可能な限り最長の時間間隔として定義し得る。幾つかの実施形態では、事前選択される閾値は、車両の最高速度に対応する車両の回転可能体の回転速度に基づき得る。事前選択される閾値の例をさらに以下に与える。
【００３３】
事前選択される閾値は、速度センサデバイス１の製造中に予め決定し得る。この場合、速度センサデバイス１の用途は特定の用途に制限され得る。代替の実施形態では、事前選択される閾値は、例えば、速度センサデバイスの設置中、速度センサデバイス１の用途に応じて決定するか、または変更し得る。
【００３４】
幾つかの実施形態では、事前選択される閾値は、例えば、速度センサデバイス１のメモリデバイス（図示せず）に記憶することによって構成し得る。メモリデバイスは、所定の閾値を記憶するように構成し得るか、または事前選択される閾値の再プログラミングが可能なように構成し得る。幾つかの実装形態では、事前選択される２つ以上の値を記憶装置に記憶し得、特定の用途に対応する値を設置時または使用時に選び得る。
【００３５】
幾つかの実装形態では、ステータス情報１１０は、速度センサデバイス１またはセンサ要素１０、ステータスモジュール１１、処理モジュール１２、または速度センサデバイスの他の回路部品（例えば、アナログ／デジタル変換器）のうちの１つの動作問題または動作へ潜在的な脅威もしくはリスクを示す情報であり得る。幾つかの実施形態では、ステータス情報は、ＩＳＯ２６２６２等のＳＩＬ（安全度水準）またはＡＳＩＬ（自動車安全度水準）等の安全基準に従って安全計装機能を満たすために提供される情報であり得る。
【００３６】
ステータス情報１１０は、様々な方法で特定し得る。例えば、ステータス情報１１０は、一般機能セーフティテスト、例えばセルフテスト、例えばビルトインセルフテスト（ＢＩＳＴ：Ｂｕｉｌｔ−Ｉｎ  Ｓｅｌｆ−Ｔｅｓｔ）に基づいて特定し得る。そのような用途では、ステータスモジュール１１は、速度センサデバイス１内の回路エラーまたはチップエラーを検出する内部診断ブロックとして構成し得る。他の実施形態では、ステータス情報１１０は、冗長パスの比較情報に基づいて特定し得る。さらなる実装形態では、温度、例えばチップ温度または供給電圧等の他のパラメータを使用して、ステータス情報１１０を特定し得る。そのような実装形態では、ステータスモジュール１１は、サーモメータまたは電圧計等の検出器であり得る。
【００３７】
幾つかの実施形態では、ステータス情報１１０は少なくとも２つの状態を示し得る。幾つかの実装形態では、これらの状態は非危機的状態（例えば、完全な状態）および危機的状態であり得る。危機的状態は、センサデバイスがモニタされる回転可能体の回転速度情報を正確に検知し送信することができない状態又はセンサデバイスがモニタされる回転可能体の回転速度情報を正確に検知し送信することができないリスクが特定される状態として、速度センサデバイス１によって判定される。ステータス情報１１０は、低レベル及び高レベルを有する二値情報であり得、低レベル及び高レベルのうちの一方は、速度センサデバイスの非危機的状態を示し得、低レベル及び高レベルのうちの他方は、速度センサデバイスの危機的状態を示し得る。一実施形態では、低レベルは完全な状態を示し得、高レベルは危機的状態を示し得る。速度センサデバイス１の危機的状態とは、速度センサデバイス１がセンサ信号の情報を信頼できるように出力することができない状態であり得る。換言すれば、危機的状態では、ユーザは、回転体、例えば、１つ又は複数の車輪の回転速度の正確な送信を信じることができない。
【００３８】
１つまたは複数の実施形態では、ステータス情報１１０は、完全な状態、危機的状態、エラー状態、および中間状態を含む群のうちの３つ以上の状態を示す信号であり得る。例えば、ステータス情報１１０は、三つ組みのステータス情報であり得、低レベルは完全な状態を示し得、中間レベルは危機的状態を示し得、高レベルはエラー状態を示し得る。
【００３９】
処理モジュール１２は、幾つかの実施形態では、出力信号１２０を生成するように構成されるソフトウェアによって提供される処理デバイスとして実装し得る。幾つかの他の実施形態では、処理モジュール１２はハードウェアによって実装し得る。
【００４０】
図２は、図１に関して説明した速度センサデバイス１の適用を示す。
【００４１】
図２は速度センサデバイス１を示し、センサ要素１０は、回転可能なターゲット、例えば、自動車の車輪３、トランスミッション、クランク、またはカムを含む群のうちの１つに隣接して配置される。代替の実施形態では、回転可能なターゲットは任意の他の回転可能体であり得、その車輪速度がモニタされる。
【００４２】
幾つかの実装形態では、センサ要素１０は、磁場センサ要素であり得、回転可能なターゲット、例えば車輪３に隣接して配置されて、回転可能なターゲットの車輪速度を示す磁場を測定し得る。それにより、磁場センサ要素は、ホールセンサ、磁気抵抗センサ（ＸＭＲセンサ）、または他の適する磁力計の群のうちの１つであり得る。ホールセンサは、一般に既知のホール効果の原理に基づき、一方、ＸＭＲセンサは、正常磁気抵抗（ＯＭＲ）、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）、超巨大磁気抵抗（ＣＭＲ）、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、または異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）の原理に基づき得る。他の実施形態では、センサ要素１０は、回転可能なターゲットの回転速度を特定するように構成される光学センサ要素または任意の他のセンサ要素であり得る。
【００４３】
速度センサデバイス１は、少なくともセンサ要素１０と、処理モジュール１２とを含む少なくとも１つのチップを備える電子パッケージとして形成し得る。幾つかの更なる実施形態では、チップはステータスモジュールをさらに備え得る。他の実施形態では、速度センサデバイス１は、２つ以上のチップを含むマルチチップモジュール（ＭＣＭ：Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈｉｐ  Ｍｏｄｕｌｅ）であり得る。速度センサデバイス１のそのような実装形態は、複雑な配線を回避し得るとともに、製造コストを低減し得る。
【００４４】
センサ要素１０によって提供されるセンサ信号１００は、回転可能なターゲット、例えば、車輪３またはトランスミッションの回転速度を示す周波数を有し得る。既に上述したように、出力信号１２０は事前選択される閾値に依存し得、事前選択される閾値の値は、速度センサデバイスの用途に応じて可変である。自動車の車輪３の回転速度がセンサ要素１０によってモニタされる実施形態では、事前選択される閾値は、１／１０００秒〜１／５０００秒の範囲内の値であり得る。幾つかの実装形態では、事前選択される閾値は実質的に１／３０００秒であり得る。換言すれば、閾値周波数ｆｔｈは、１ｋＨｚ〜５ｋＨｚの範囲内の周波数、例えば３ｋＨｚであり得る。一実施形態では、事前選択される時間閾値約１／３０００秒または周波数約３ｋＨｚが、約２５０ｋｍ／ｈの自動車の最高速度を示し得る。しかし、事前選択される閾値または閾値周波数ｆｔｈは、自動車の最高速度等の自動車のタイプに応じて可変である。加えて、センサ要素１０の配置および／または車輪３の設計は、事前選択される閾値または閾値周波数ｆｔｈの値に影響し得る。
【００４５】
自動車のトランスミッションの回転速度がセンサ要素１０によってモニタされる代替の実施形態では、事前選択される閾値は、１／７０００秒〜１／１３０００秒の範囲内の値であり得る。幾つかの実装形態では、事前選択される閾値は実質的に１／１００００秒であり得る。換言すれば、閾値周波数ｆｔｈは、７ｋＨｚ〜１３ｋＨｚの範囲内の周波数または約１０ｋＨｚであり得る。一実施形態では、事前選択される閾値約１／１００００秒または閾値周波数約１０ｋＨｚは、約２５０ｋｍ／ｈの自動車の最高速度を示し得る。しかし、事前選択される閾値または閾値周波数ｆｔｈは、自動車の最高速度等の自動車のタイプに応じて可変である。加えて、センサ要素１０の配置および／またはトランスミッションの設計は、事前選択される閾値または閾値周波数ｆｔｈの値に影響し得る。
【００４６】
幾つかの実施形態では、ステータスモジュール１１は、速度センサデバイス１もしくは速度センサデバイスの少なくとも１つの要素に提供される供給電圧が十分であるか（非危機的状態であるか）否か、または速度センサデバイス１に提供される十分な供給電圧が不足している（危機的状態であるか）否かを示すステータス情報１１０を提供するように構成し得る。代替の実施形態では、ステータス信号１１０は、速度センサデバイス１（図示せず）のメモリが完全（非危機的状態）であるか否か、または速度センサデバイスのメモリ内にビットエラーが存在する（危機的状態である）か否かを示し得る。幾つかの他の実施形態では、ステータス情報１１０は、速度センサデバイス１の温度またはチップストレスが所定の値よりも低いか、それとも高いかについての情報を含み得る。
【００４７】
幾つかの更なる実装形態では、ステータスモジュール１１によって提供されるステータス情報１１０は、センサ１０によってモニタされるシステムのステータス情報を示し得る。システムは、回転速度をモニタすべき車輪３またはトランスミッション等の回転可能なターゲットを有する自動車または任意の他のシステムであり得る。例えば、ステータス情報１１０は、システムをモニタする追加のセンサによって提供される信号であり得る。幾つかの実装形態では、センサは、自動車のブレーキの摩耗状態、タイヤ圧、移動方向、または温度を示すセンサであり得る。代替の例では、ステータス信号１１０は、例えば、センサ要素１０と回転可能なターゲット、例えば車輪３との間の空気ギャップを示す、センサ信号１００に基づいて決定される信号であり得る。換言すれば、ステータス信号１１０は、自動車等のシステムを安全に走らせるために必要な任意のステータス情報を示し得る。
【００４８】
これより図３を参照し、図３は、処理モジュール１２によって提供される出力信号１２０を提示する。
【００４９】
出力信号１２０は、最大値と最小値との間で振動するとともに、連続した極値間に形成される信号エッジを有する信号であり得る。２つの後続するか、または連続する同種の信号エッジは時間間隔を定義し得る。幾つかの実装形態では、出力信号１２０は方形波信号であり得る。方形波信号は、方形波車輪速度パルスを表し得る。一実施形態では、最大値は電流レベルＩｈｉｇｈ１４ｍＡであり得、最小値は電流レベルＩｌｏｗ７ｍＡであり得る。出力信号１２０は、幾つかの実施形態では、略一定の振幅を有し得る。「略一定」という用語は、センサ信号振幅の５％未満、好ましくは２％未満、より好ましくは１％未満のセンサ信号振幅の変動を含むものとして理解し得る。
【００５０】
図３に示されるように、出力信号１２０は３つの時間ブロックＡ、Ｂ、およびＣに分割し得る。時間ブロックＡおよびＣ中の出力信号１２０の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔ＴＡ、ＴＣは、時間ブロックＢ中の出力信号１２０の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔ＴＢと異なる。換言すれば、時間ブロックＡおよびＣ中の出力信号１２０の周波数は、時間ブロックＢ中の出力信号１２０の周波数とは異なり得る。幾つかの実装形態では、出力信号１２０は、時間ブロックＡおよびＣ中は完全な状態を示し得るが、時間ブロックＢ中は危機的状態を示し得る。
【００５１】
図３に示されるように、時間ブロックＡは、２つの後続する異種の信号エッジの間に時間間隔を含み得る。立ち上がり信号エッジと隣接する立ち下がり信号エッジとの間の時間間隔は、パルスＰＡのパルス幅として定義し得る。時間ブロックＡ中、時間間隔ＴＡに対するパルスの割合として定義されるデューティサイクルは、５０％であり得る。同様にして、時間ブロックＣも２つの後続する異種の信号エッジの間に時間間隔を含み得る。立ち上がり信号エッジと隣接する立ち下がり信号エッジとの間の時間間隔は、パルスＰＣのパルス幅として定義し得る。時間ブロックＣ中のデューティサイクルはここでも５０％であり得る。幾つかの実装形態では、デューティサイクルは時間間隔ＡおよびＣ中に変化して、追加の情報、例えば、センサ要素と回転可能なターゲットとの間の空気ギャップ、温度、移動方向、またはブレーキの摩耗状態についての情報を送信できるようにし得る。
【００５２】
時間ブロックＡおよび時間ブロックＣ中、出力信号１２０は、センサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に対応する持続時間を有する時間間隔ＴＡおよびＴＣを有し得る。時間間隔ＴＡおよびＴＢは、事前選択される閾値よりも長くなり得、車輪３等の回転可能なターゲットの回転速度をさらに示し得る。センサ信号１００の２つの連続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、例えば、回転可能なターゲットの回転を示す磁場の変動に比例し得る。
【００５３】
時間間隔ＴＡおよびＴＣとは対照的に、時間間隔ＴＢは時間間隔ＴＡおよびＴＣよりもはるかに短くし得る。幾つかの実施形態では、各時間間隔ＴＢは、時間間隔ＴＡまたはＴＣの半分であり得る。換言すれば、出力信号１２０の周波数は、時間ブロックＢ中に増大し得る。幾つかの実装形態では、出力信号１２０の時間ブロックＢ中の時間間隔ＴＢは、事前選択される閾値以下であり得る。換言すれば、時間ブロックＢ中の出力信号１２０の周波数は、閾値周波数ｆｔｈ以上であり得る。図３に示されるように、出力信号１２０の時間間隔ＴＢは、事前選択される閾値の半分であり得る。しかし、上述したように、時間間隔ＴＢは、事前選択される閾値の１／ｎ倍または少なくとも事前選択される閾値と、センサ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の各時間間隔との差に対応し得る。出力信号１２０のパルスＰＡ、ＰＢ、ＰＣは、全ての時間ブロックＡ、Ｂ、およびＣ中にデューティサイクル５０％を有し得る。
【００５４】
幾つかの実装形態では、時間ブロックＢは、複数の時間間隔ＴＢにわたって続き得る。幾つかの実装形態では、危機的状態は、永久または長く続く状態であり得、時間ブロックＢは、危機的状態がなくなるか、または修理されるまで続き得る。
【００５５】
出力信号１２０は、センサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を自動車のＥＣＵ等の制御ユニットに送信し、さらに、危機的状態またはエラーを示すセーフティメッセージ信号を送信できるようにし得る。出力信号１２０により、制御ユニットは、危機的状態を明確に判定し、したがって、速度センサデバイス１のセーフティ状況を増大させることができる。
【００５６】
したがって、速度センサデバイス１は、エラーの場合、定電流Ｉｌｏｗ＝７ｍＡまたはＩｈｉｇｈ＝１０ｍＡを有する標準センサプロトコルの出力を回避し得る。速度センサデバイスの内部エラーが、回転可能なターゲットの停止が出力される事例（例えば、ＡＢＳ適用の場合）から区別されないことがあることを回避し得、回転可能なターゲットの停止は、電流磁場に従って定電流（ＩｌｏｗまたはＩｈｉｇｈ）によって示される。
【００５７】
換言すれば、速度センサデバイス１は、明確なセンサ応答を制御ユニット（ＥＣＵ）に送信するように構成し得、センサ応答は、車輪速度センサ内のエラーの場合、または外部擾乱（例えば、所定の閾値を下回る供給電圧ＶＤＤの降下）の場合、標準車輪速度センサプロトコル（ＩｌｏｗまたはＩｈｉｇｈ）に基づいて送信し得る。したがって、第３の出力電流レベルの追加検出を実装するために、追加のハードウェア構成要素を提供する必要がなくてよい。制御ユニットへの新しい機能の実装は、ソフトウェア技術プロビジョニングによって実行し得る。
【００５８】
図４は、出力信号１２０ａの別の例を示す。
【００５９】
出力信号１２０ａは、３つの時間ブロックＡ、Ｂ、およびＣに分割し得る。時間ブロックＡおよびＣは、図３の出力信号１２０の時間ブロックＡおよびＣと同等であるため、さらに詳細に説明しない。出力信号１２０ａの時間ブロックＢは、事前選択される閾値以下であり、かつ時間ブロックＡおよびＣ中のセンサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔よりも短い、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を有し得る。一実施形態では、時間ブロックＢ中の各時間間隔ＴＢは、事前選択される閾値の半分であり得る。加えて、時間ブロックＢ中の出力信号１２０ａのデューティサイクルは変化し得る。一実施形態では、デューティサイクルは、５０％未満のデューティサイクル、例えば２５％のデューティサイクルに低減し得る。換言すれば、図３のパルスＰＢのパルス幅と比較して、パルスＰＢのパルス幅を低減し得る。換言すれば、出力信号１２０ａにより、サーフティメッセージの２倍になった周波数および明確な識別へのデューティサイクルの適応（２５％／７５％→ｔｏｎ／ｔｏｆｆ比率）に基づいて内部ステータス情報をシグナリングすることが可能になる。
【００６０】
出力信号１２０ｂのさらなる例を示す図５によって提示されるように、時間ブロックＢ中の出力信号１２０ａのデューティサイクルは、５０％を超えるデューティサイクル、例えば、７５％のデューティサイクルに増大し得る。換言すれば、図３のパルスＰＢのパルス幅と比較して、パルスＰＢのパルス幅を増大し得る。出力信号１２０ｂの間隔ＡおよびＣ並びに間隔Ｂ中の周波数に関しては、図３に関連して与えた説明を参照する。
【００６１】
デューティサイクルの変動は、デューティサイクルの６０％以上への増大または４０％以下への低減であり得る。これよりも小さなデューティサイクルの変動は、例えば、自動車のブレーキ事象によるセンサ要素１０の振動に起因する小さなデューティサイクルのずれから区別されないことがある。危機的ステータスまたはエラーステータスを示す時間ブロック内のデューティサイクルの変動により、異なるステータス情報を区別することが可能であり得る。したがって、事前選択される閾値以下への、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の長さの低減は、速度センサデバイスが完全な状態以外の状態にあることを示し得る。デューティサイクルがさらに変動する場合、デューティサイクルは異なるステータス情報を示し得る。例えば、ステータスモジュール１１によって提供されるステータス情報１１０が３つのレベルを有する三つ組み情報信号である場合、出力信号のデューティサイクルは、速度センサデバイス１が完全な状態であるか、危機的状態であるか、それともエラー状態であるかを示し得る。例えば、図４の時間ブロックＢ中に提示される信号は、供給電圧が第１の閾値未満である場合、危機的ステータスを示し得、図５の間隔Ｂ中に提示される信号は、例えば、供給電圧が第２の閾値未満である場合、エラー状態を示し得る。
【００６２】
図６に示される別の実施形態では、速度センサデバイス１は、追加のステータスモジュール１３をさらに備え得る。ステータスモジュール１３は、追加のステータス情報１３０を提供するように構成し得る。処理モジュール１２は、さらに追加のステータス情報１３０に応じて出力信号１２０を生成するように構成し得る。追加のステータス情報１３０は、ステータス情報１１０に関して説明した信号であり得る。例えば、追加のステータス情報１３０は、速度センサデバイス１それ自体またはその構成要素のステータス情報を提供し得る。追加のステータス情報１３０は、ステータス情報１１０と同一でなくてもよい。幾つかの実装形態では、出力信号１２０の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、追加のステータス情報１３０が危機的状態を示す場合、事前選択される閾値以下であり得る。
【００６３】
一例では、ステータス情報１１０は、センサの供給電圧が十分であるか否かを示し得る。追加のステータス情報１３０は、センサの内部記憶装置がビットエラーを有するか否かを示し得る。その結果、出力信号１２０は、図５の時間ブロックＢ等の十分な電圧供給がないことを示すステータス情報１１０に応答して、２つの後続する同種の信号エッジの間には低減した時間間隔を有し、増大したデューティサイクルを有する時間ブロックを有し得る。加えて、出力信号１２０は、図４の間隔Ｂ等の、２つの後続する同種の信号エッジの間に低減された時間間隔を有し、ビットエラーを示す低減されたデューティサイクルを有する時間ブロックを有し得る。他の実装形態では、間隔は他の危機的状態を示し得る。
【００６４】
他の実装形態では、更なるステータスモジュールを提供して、更なるステータス信号を提供し、速度センサデバイス１の全体ステータスのより具体的な像を送信し得る。
【００６５】
図７は、出力信号１２０ｃの更なる例を示す。
【００６６】
出力信号１２０ｃは、中間時間ブロックＢに関してのみ、図３〜図５の出力信号と異なる。したがって、同一の特徴の説明を省く。時間ブロックＢは、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の、事前選択される閾値以下への低減を示す。時間ブロックＢは複数の時間間隔を有し、時間間隔は時間間隔の第１の群ＴＢ１と、時間間隔の第２の群ＴＢ２とに分割し得る。時間間隔ＴＢ１およびＴＢ２は、デューティサイクルが異なるという点で互いと異なる。図７の実施形態では、時間間隔ＴＢ１およびＴＢ２が交互になり得る。他の実施形態では、他の順序の時間間隔ＴＢ１およびＴＢ２が可能であり得、例えば、２つの間隔ＴＢ１が１つの間隔ＴＢ２の後に続き得る。更なる実施形態では、順序が１つの時間ブロックＢ中に変更し得ることも可能である。
【００６７】
幾つかの実装形態では、時間間隔ＴＢ１のデューティサイクルは５０％を超え得、時間間隔ＴＢ２のデューティサイクルは、５０％未満であり得る。幾つかの実施形態では、時間間隔ＴＢ１のデューティサイクルはｘ％であり得、時間間隔ＴＢ２のデューティサイクルは１００％−ｘ％であり得、ｘ％は５０％を超え得、かつ１００％未満であるか、またはｘ％は６０％を超え得、かつ１００％未満である。換言すれば、出力信号１２０ｃは、時間ブロックＢ中の時間間隔ＴＢ２中に反転し得る。図７の実装形態では、時間間隔ＴＢ１のデューティサイクルは７５％であり得、時間間隔ＴＢ２のデューティサイクルは２５％であり得る。図７の時間ブロックＢの構成により、詳細で明確なステータス情報を制御ユニットに送信することができる。
【００６８】
図８は、出力信号１２０ｄの更なる例を示す。出力信号１２０ｄは、図７の出力信号１２０ｃと同等である。信号は、出力信号１２０ｄに、時間ブロックＢ中に危機的状態を示すオフセットが提供されるという点のみ、互いと異なる。幾つかの実装形態では、時間ブロックＢ中の出力信号の振幅を増減し得る。換言すれば、出力信号１２０ｄは、最大値および最小値以外の第３の一定レベルを有し得、センサ出力信号は、第３の一定レベルと最大値または最小値との間で変動し得る。図８の例では、第３の一定レベルは、一定電流レベルＩｓａｆｅｔｙ−ｍｅｓｓａｇｅ０ｍＡであり得る。時間ブロックＡおよびＣ中、出力信号は電流レベルＩｈｉｇｈとＩｌｏｗとの間で振動する。時間ブロックＢ中、出力信号は電流レベルＩｌｏｗとＩｓａｆｅｔｙ−ｍｅｓｓａｇｅとの間で振動する。
【００６９】
既に上述したように、危機的状態を示す、事前選択される閾値以下の、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を有するか、または時間ブロック中に閾値周波数ｆｔｈよりも高い周波数を有する出力信号により、安全で明確な方法でセーフティ情報を送信することができる。さらに、危機的状態を示す間隔中のデューティサイクルおよび／またはオフセットを変更することにより、ステータス不良のタイプを送信し得る。したがって、ＥＣＵ等の制御ユニットは、出力信号を分析し得、エラーの存在を検出可能であるのみならず、供給電圧が低すぎること、チップ温度またはビットエラーが高すぎることなど、特定の不良を特定することもできる。したがって、不良を素早く特定し修復し得る。
【００７０】
図１の速度センサデバイス１およびその上述した実施形態が、制御ユニットへの符号化信号を生成する対応する方法を実行するように構成し得ることが当業者には明らかだろう。方法の実施形態例のフローチャート４００を図９に示す。
【００７１】
方法４００は、検知された物理的数量を示すセンサ信号１００を提供する動作４０１を含む。センサ信号１００は信号エッジを有し得る。方法は、速度センサデバイス１のステータス情報１１０を提供する動作４０２をさらに含む。更なる動作４０３は、出力信号１２０を生成することを含む。ステータス情報１１０が、速度センサデバイス１の非危機的状態を示す場合、出力信号１２０はセンサ信号１００から導出される。逆に、ステータス情報１１０が、速度センサデバイス１の危機的状態を示す場合、出力信号１２０は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である。
【００７２】
幾つかの実施形態では、動作４０１は、事前選択される閾値よりも長い長さを有する２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を有するセンサ信号１００を提供することを含み得る。換言すれば、センサ信号は、０Ｈｚ〜閾値周波数ｆｔｈの周波数範囲内の可変周波数を有し得る。
【００７３】
幾つかの実施形態では、動作４０３は、ステータス信号が非危機的状態を示す場合、センサ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に基づく、２つの後続する同種の信号エッジの間に時間間隔を有する出力信号を生成することを含み得る。
【００７４】
幾つかの実施形態では、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、事前選択される閾値をｎで割った商として決定される長さを有し得、ここで、ｎは自然数である。幾つかの他の実施形態では、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、センサ信号１００の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔に依存し得る。例えば、セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号の間の時間間隔は、１／ｎを事前選択される閾値に掛けたものと、１／ｍをセンサ信号１００の２つの対応する同種の信号エッジ間の時間間隔に掛けたものとの差として決定される長さを有し得、ここで、ｎおよびｍは自然数である。そのような実装形態では、セーフティメッセージ信号は、速度センサデバイス１が危機的ステータスにあるという情報と、検知された車輪速度についての情報とを含み得る。
【００７５】
幾つかの実装形態では、方法はさらに、少なくともさらなるステータス情報１３０を受信する少なくとも１つの動作を含み得る。動作４０３は、更なるステータス情報１３０に応じて出力信号を生成することも含み得る。
【００７６】
方法の更なる詳細に関しては、速度センサデバイス１に関して与えた説明が参照され、これらの説明を方法の特徴に置き換え得る。
【００７７】
さらなる態様によれば、上述した出力信号等の符号化信号を分析する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５が提供される。ＥＣＵの実施形態例を図１０に示す。
【００７８】
ＥＣＵ５はインタフェース５０を備える。インタフェース５０は、速度センサデバイスから、後続する同種の信号エッジの間に時間間隔を有する入力信号５００を受信するように構成される。後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、事前選択される閾値よりも短いか、等しいか、または長い長さを有する。ＥＣＵ５は処理ユニット５１をさらに含む。処理ユニット５１は、入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が、事前選択される閾値未満の長さを有するか否か、または入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が、事前選択される閾値を超える長さを有するか否かを判定するように構成される。ＥＣＵ５１は、入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が閾値を超える場合、センサ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を示す第１の信号５１０を生成し、または入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が、事前選択される閾値以下である場合、危機的状態を示す第２の信号５１１を生成するようにさらに構成される。
【００７９】
幾つかの実施形態では、図１１に提示されるように、インタフェース５０によって受信される入力信号５００は、速度センサデバイス１の処理モジュール１２によって出力される出力信号１２０であり得る。入力信号５００は、有線伝送または無線伝送を介して伝送し得る。幾つかの実装形態では、入力信号５００は、速度センサデバイスによってモニタされる回転可能なターゲットの車輪速度を示す周波数と、速度センサデバイス１またはその少なくとも１つの要素のステータスについての少なくとも１つのステータス情報とを符号化し得る。したがって、処理ユニット５１は、幾つかの実施形態では、出力信号１２０の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔であり得る入力信号５００の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を比較することにより、時間間隔が事前選択される閾値よりも長いか否か、ひいては回転可能なターゲットの車輪速度を示すか否かを判定するか、または後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるか否か、ひいては危機的状態を示すか否かを判定するように構成し得る。
【００８０】
他の実施形態では、処理ユニット５１は、入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の変動する増減を認識し、危機的状態中であってもセンサ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を決定するように構成し得る。例えば、入力信号の時間間隔は、完全な状態の場合、センサ信号の時間間隔に等しいことができ、危機的状態の場合、事前選択される閾値または事前選択される閾値に１／ｎを掛けたものと、センサ信号の時間間隔との差に等しいことができる。
【００８１】
加えて、幾つかの実装形態では、処理ユニット５１は、入力信号５００のデューティサイクルをさらに分析するように構成し得る。デューティサイクルに応じて、処理ユニット５１は、危機的状態のタイプを特定することが可能であり得る。したがって、処理ユニット５１は、例えば、供給電圧が十分でないかどうか、または記憶装置にビットエラーがあるか否かなどを区別し得る。より一般的に言えば、処理ユニット５１は、２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔を分析することにより、２つ以上の危機的状態を区別するように構成し得、時間間隔は事前選択される閾値よりも短いか、または小さい。
【００８２】
処理ユニット５１は、図３〜図５、図７、および図８により出力信号に関して提示されるプロファイルを有する入力信号を復号化し、危機的状態の存在を認識するのみならず、危機的状態の種類も特定するように構成し得る。
【００８３】
図１０および上述した実施形態の復号化デバイス５を、対応する方法を実行するように構成し得ることが当業者には明らかであろう。方法の実施形態例のフローチャート６００を図１２に示す。
【００８４】
方法６００は、速度センサデバイスから、信号エッジを有する入力信号を受信する動作６０１を含む。方法は、入力信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を分析する動作６０２をさらに含む。加えて、方法は、時間間隔が事前選択される閾値よりも高い場合、速度センサデバイスの非危機的状態を判定し、２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下である場合、速度センサデバイスの危機的状態を判定する動作６０３を含む。方法６００のさらなる詳細は、方法の特徴に置き換え得るＥＣＵ５に関して説明した特徴から当業者には明らかであり得る。
【００８５】
まとめると、車輪速度センサ内のエラーの場合、対応する検出中（例えば、内部センサ記憶装置内のビットエラーの場合）、または外部擾乱（外部電源の低電圧）の場合、制御ユニットへの信号を生成するユニットおよび方法は、いわゆるセーフティメカニズムにより、標準車輪速度センサプロトコルに基づいて、高周波数電流または電圧変調を介してエラーについての情報を電子制御ユニット（ＥＣＵ）に送信できるようにする。
【００８６】
いわゆるセーフティ状態メカニズム（セーフティ状態）をシグナリングする周波数として、回転可能なターゲットの磁場を示す入力センサ信号等の入力センサ信号の閾値周波数の倍数（例えば、ｆｓｍ≧２＊ｆｔｈ、３＊ｆｔｈ、４＊ｆｔｈ等）を使用し得る。
【００８７】
磁場を示す典型的な入力センサ周波数は、対応する車輪速度用途（例えば、ＡＢＳ用途、トランスミッション用途）の場合、ＡＢＳ用途ではｆｔｈ≦３ｋＨｚの範囲内、トランスミッション用途ではｆｔｈ≦１０ｋＨｚの範囲内にあり得る。したがって、シグナリング周波数は、磁気閾値周波数ｆｔｈの倍数として選び得る。
【００８８】
標準車輪速度プロトコルを使用して内部状態またはエラー指示を送信する更なる可能性は、高周波数シグナリングに加えて、車輪速度センサプロトコルの仕様のデューティサイクル変動、すなわち、３５％／６５％または４０％／６０％からデューティサイクル値＜３０％または＞７０％までのデューティサイクルも利用することであり得る。これは、ステータスまたはエラー指示情報を、センサからの車輪速度情報の送信から区別するさらなる可能性であり得る。ＥＣＵは、典型的デューティサイクルとして知られるデューティサイクル（標準プロトコルの仕様外）に起因してセーフティ状態を認識し得るため、可能なさらなる変形は、閾値周波数ｆｔｈに等しい周波数に基づいてセーフティ状態を送信することであり得る。
【００８９】
更なるプロトコル変形は、車輪速度センサプロトコル内の低情報および高情報（図７のセーフティメッセージ拡張）の変更を放棄して、制御ユニットによって明確に区別し得る追加の内部ステータスおよびエラー情報を送信し得る。
【００９０】
特別な事例として、供給電圧が閾値未満に急激に下がり、セーフティメッセージを送信することができず、それにより、低電圧状況から脱した後でしかセーフティメッセージを送信することができない場合、供給電圧の降下時の低電圧認識は放棄される。したがって、制御ユニットは後で電圧降下を認識することが可能である。
【００９１】
上述した趣旨を用いて、例えば、ＡＢＳ用途またはトランスミッション用途で使用され、Ｉｌｏｗ＝７ｍＡおよびＩｈｉｇｈ＝１４ｍＡを有する電流プロトコル等の標準出力プロトコルを有する車輪速度センサが、車輪速度情報（出力プロトコルの周波数に比例）および任意選択的に回転方向についての情報（パルス幅変調で符号化）の送信に加えて、ステータス情報またはエラー指示を送信し得ることが可能である。したがって、制御ユニット（ＥＣＵ）が対応する拡張センサ情報を送信して、エラー事例でのエラーをシグナリングし、外部から検出し得るいわゆるセーフティ状態（例えば、ＩＳＯ２６２６２に従ったセーフ状態）を達成することが可能である。これは、ＩＳＯ２６２６２（Ｅ／Ｅシステムの機能セキュリティ）の新しい自動車標準に関わる要件を達成するために必要である。
【００９２】
説明および図面は、本考案の原理を単に例示するだけである。したがって、本明細書に明示的に説明されないか、または示されないが、本考案の原理を具現する、本考案の主題および範囲内に含まれる様々な構成を当業者が考案可能なことが理解されよう。例えば、実施形態は、本明細書において、回転速度センサデバイスに関して説明されたが、本考案の原理を、他の物理的数量を検知する検知要素を有し得る任意の他のセンサデバイスで実装することも可能なことを理解されたい。
【００９３】
さらに、本明細書に記した全ての例は主に、当分野を前進させるために本考案者が寄与する本考案の原理および概念を理解するに当たり、読み手を助けるという教育目的のみを明示的に意図し、そのように特に記される例および条件に限定されないものとして解釈されるべきである。さらに、本考案の原理、態様、および実施形態並びにその具体例を記す本明細書での全ての文は、その均等物の包含を意図する。
【００９４】
本明細書での任意のブロック図が、本考案の原理を具現する例示的な回路の概念図を表すことが当業者によって理解されるはずである。同様に、任意のフローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コード等が、実質的にコンピュータ可読媒体に表し、明示的に示されるか否かに関係なく、コンピュータまたはプロセッサによって実行し得る様々なプロセスを表し得ることが理解されよう。
【００９５】
さらに、以下の実用新案登録請求の範囲は、これによって詳細な説明に組み込まれ、各請求項は、それ自体で別個の実施形態として主張し得る。各請求項はそれ自体で別個の実施形態として主張し得るが、他の実施形態が他の各従属請求項の主題と独立請求項との組み合わせを含むことも可能であることに留意する−従属請求項は１つまたは複数の他の請求項との特定の組み合わせを実用新案登録請求の範囲内で参照し得るが。特定の組み合わせが意図されないことが述べられる場合を除き、そのような組み合わせが本明細書で提案される。さらに、ある請求の特徴を任意の他の独立請求項に、この請求項がその独立請求項に直接従属しない場合であっても、包含されることが意図される。
【００９６】
本明細書または実用新案登録請求の範囲で開示される方法を、これらの方法の各動作を実行する手段を有するデバイスによって実装し得ることにさらに留意する。
【００９７】
さらに、本明細書または実用新案登録請求の範囲で開示される複数の動作または機能の開示が、特定の順序であるものとして解釈されないことを理解されたい。したがって、複数の動作または機能の開示は、そのような動作または機能が技術的理由で相互交換不可能である場合を除き、これらを特定の順序に限定されない。さらに、幾つかの実装形態では、単一の動作は、複数の下位動作を含み得るか、または複数の下位動作に分割し得る。そのような下位動作は、明示的に除外される場合を除き、この単一の動作の開示に含み得、この単一の動作の一部であり得る。
【００９８】
また、本考案は以下に記載する態様を含む。
速度センサデバイスのセンサ要素から検知された物理的数量を示すセンサ信号を受信する動作と、
前記速度センサデバイスのステータス情報を提供する動作と、
出力信号を生成する動作と、
を含み、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの非危機的状態を示す場合、前記出力信号は前記センサ信号から導出され、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの危機的状態を示す場合、前記出力信号は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である、速度センサ方法。
【符号の説明】
【００９９】
１  速度センサデバイス
３  車輪
５  電子制御ユニット
５  復号化デバイス
１０  センサ要素
１１、１３  ステータスモジュール
１２  処理モジュール
５０  インタフェース
５１  処理ユニット
１００  センサ信号
１１０  ステータス情報
１２０、１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ  出力信号
１３０  追加のステータス情報
４００、６００  方法の実施形態例のフローチャート
４０１、４０２、４０３、６０１、６０２、６０３  動作
５００  入力信号
５１０  第１の信号
５１１  第２の信号
６００  方法
【図１】
0003198872.tif 000003
【図２】
0003198872.tif 000004
【図３】
0003198872.tif 000005
【図４】
0003198872.tif 000006
【図５】
0003198872.tif 000007
【図６】
0003198872.tif 000008
【図７】
0003198872.tif 000009
【図８】
0003198872.tif 000010
【図９】
0003198872.tif 000011
【図１０】
0003198872.tif 000012
【図１１】
0003198872.tif 000013
【図１２】
0003198872.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月2日(2015.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
速度センサデバイスであって、
センサ信号を提供するセンサ要素と、
前記速度センサデバイスのステータス情報を提供するステータスモジュールと、
前記センサ要素からのセンサ信号と前記ステータスモジュールからのステータス情報とをもとにして出力信号を生成する処理モジュールと、
を備え、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの非危機的状態を示す場合、前記出力信号は前記センサ信号から導出され、前記ステータス情報が前記速度センサデバイスの危機的状態を示す場合、前記出力信号は、後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が事前選択される閾値以下であるような信号エッジを有するセーフティメッセージ信号である、速度センサデバイス。
【請求項２】
前記セーフティメッセージ信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔は、前記事前選択される閾値をｎで割った商として決定される長さを有し、ｎは１よりも大きな自然数である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項３】
前記センサ信号から導出される信号は、前記導出される信号の後続する同種の信号エッジ間の時間間隔が前記事前選択される閾値よりも長いような信号エッジを含む、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項４】
前記センサ信号は信号エッジを含み、前記事前選択される閾値は、前記速度センサデバイスの用途に依存し、前記速度センサデバイスの対応する用途では達することができない、前記センサ信号の後続する同種の信号エッジの間で可能な最長の時間間隔である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項５】
前記速度センサデバイスが、自動車でのＡＢＳ用途での回転速度の特定に適用される場合、前記事前選択される閾値は１／１０００秒〜１／５０００秒の範囲内の値である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項６】
前記速度センサデバイスが、自動車でのトランスミッション用途での回転速度の特定に適用される場合、前記事前選択される閾値は１／７０００秒〜１／１３０００秒の範囲内の値である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項７】
前記事前選択される閾値は、前記速度センサデバイスの製造中に予め決定されるか、または前記速度センサデバイスの設置中、前記速度センサデバイスの用途に応じて選択される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項８】
前記センサ要素は磁場センサ要素であり、前記センサ信号は、回転可能体の回転速度を示す振動磁場を示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項９】
前記ステータス情報は、一般機能セーフティテスト、冗長パスの比較情報、または外部パラメータに基づいて特定される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１０】
前記速度センサデバイスの前記危機的状態は、前記速度センサデバイスが前記センサ信号の情報を信頼できる方法で出力することができない状態である、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１１】
前記危機的状態は、前記速度センサデバイスに提供される十分な供給電圧がないことを示すか、前記センサの記憶装置内のビットエラーを示すか、または外部パラメータを示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１２】
前記ステータスモジュールは、低レベルおよび高レベルを有するステータス信号を出力するように構成され、前記低レベルおよび高レベルのうちの一方は、前記速度センサデバイスの前記非危機的状態を示し、前記低レベルおよび高レベルのうちの他方は、前記センサ速度デバイスの前記危機的状態を示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１３】
前記ステータスモジュールは、更なる危機的ステータスを示すステータス情報を提供するように構成され、前記セーフティメッセージ信号は、前記危機的状態のタイプを示す、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１４】
前記セーフティメッセージ信号は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の半分よりも短いか、または長い、２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔を有する、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１５】
前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する同種の信号エッジ間の時間間隔の４０％よりも短いか、または６０％よりも長い、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１６】
前記セーフティメッセージ信号の２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔は、前記状態信号が前記危機的状態を示す場合、周期的に変化する、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１７】
前記セーフティメッセージ信号は、前記センサ信号であるか、または前記センサ信号から導出される前記出力信号と比較してオフセットを有して提供される、請求項１に記載の速度センサデバイス。
【請求項１８】
速度センサデバイスから、信号エッジを有する信号を受信するインタフェースと、
後続する同種の信号エッジ間の時間間隔を分析する処理ユニットと、
を備え、前記処理ユニットは、前記時間間隔が事前選択される閾値よりも長い場合、前記速度センサデバイスの非危機的状態を判定し、２つの後続する同種の信号エッジ間の前記時間間隔が前記事前選択される閾値以下である場合、前記速度センサデバイスの危機的状態を判定するように構成される、電子制御ユニット。
【請求項１９】
前記処理ユニットは、２つの後続する異種の信号エッジ間の時間間隔を分析することにより、２つ以上の危機的状態を区別するように構成され、前記時間間隔は前記事前選択される閾値よりも短い、請求項１８に記載の電子制御ユニット。