(57)【要約】【課題】従来技術のセンサの監視方法で生じていたエラーが生じないようにすること。【解決手段】アース及び／又は給電電圧ＵＢへの短絡を検出するために、差電圧評価を用いてセンサを監視する方法に関する。センサには、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２が配属されている。和電圧をセンサの一方の端子の一方の電圧ＵＰ及び他方の端子の他方の電圧ＵＭとから求めて、当該和電圧を給電電圧ＵＢと比較される。その後、求めた和電圧と給電電圧ＵＢとの比ａが形成される。比ａの値に依存して、センサでのプラス端子及び／又はマイナス端子での分路の生起が検出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アース（４）又は給電電圧ＵＢへの短絡を検出するために、差電圧評価を用いてセンサを監視する方法であって、前記センサには、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２が配属されている方法において、
和電圧をセンサの一方の端子（２）の一方の電圧ＵＰ及び他方の端子（３）の他方の電圧ＵＭとから求めて、当該和電圧を給電電圧ＵＢと比較し、
求めた前記和電圧と前記給電電圧ＵＢとの比ａを形成し、
前記比ａの値に依存して、前記センサでの分路の生起を検出する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
比
ａ＝（ＵＰ＋ＵＭ）／ＵＢ
が、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２の同じ値で値１をとるようにする請求項１記載の方法。
【請求項３】
マイナス端子（２）での、センサのアース（４）への分路の生起を、関係式：
ａ＝［ＲＭ（２Ｒ＋ＲＳ）＋ＲＲＳ］／［ＲＭ（２Ｒ＋ＲＳ）＋Ｒ（Ｒ＋ＲＳ）］
但し、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ
を用いて比ａによって求める請求項１記載の方法。
【請求項４】
プラス端子（３）での、センサのアース（４）への分路の生起を、関係式：
ａ＝ＲＰ（２Ｒ＋ＲＳ）／［ＲＰ（２Ｒ＋ＲＳ）＋Ｒ（Ｒ＋ＲＳ）］
但し、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ
を用いて比ａによって求める請求項１記載の方法。
【請求項５】
マイナス端子（２）での、センサの給電電圧ＵＢへの分路の生起を１／ａから求める請求項３記載の方法。
【請求項６】
プラス端子（３）での、センサの給電電圧ＵＢへの分路の生起を１／ａから求める請求項４記載の方法。
【請求項７】
０．９５≦ａ≦１．０５の値で、分路が生じていないことを推定する請求項１〜６迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
ａ＜０．９５又はａ＞１．０５で、センサのプラス端子（３）又はマイナス端子（２）での分路を検出する請求項１〜７迄の何れか１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アース又は給電電圧ＵＢへの短絡を検出するために、差電圧評価を用いてセンサを監視する方法であって、センサには、第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２が配属されている方法に関する。
【０００２】
温度値の検出のために、抵抗依存の半導体構成素子（ＰＣＴ素子）が使用され、この半導体構成素子が、マイクロプロセッサのアナログ入力側を介して評価される。精度を高めるために、差評価が行われ、それによって障害となるアース作用を除去することができる。温度は、制御装置内で行うべき計算を実行することができるためには、制御装置の内部で必要とされる。
【背景技術】
【０００３】
差電圧評価方法は、殊に自動車産業で、エンジン又はトランスミッション温度を評価及び測定する際に広く用いられている。
【０００４】
温度センサによって検出される温度のエラー検出を回避するために、温度センサの作動具合が監視される。温度検出にエラーがある場合、制御装置内で誤った計算が実行され、乃至、間違った特性曲線が使用されることになる。一般的には、差電圧評価時にアースへの短絡、給電電圧ＵＢへの短絡、及び、断線が検出される。従来技術で使用されているセンサの監視方法では、分路は、これまで検出されてこなかった。分路によって、エラーのある差電圧が形成され、それによって、温度検出にエラーが生じ、その結果、温度センサの監視は、アースへの短絡、給電電圧ＵＢへの短絡、並びに、断線の検出では、一般的に十分ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、従来技術のセンサの監視方法で生じていたエラーが生じないようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、本発明によると、和電圧をセンサの一方の端子の一方の電圧ＵＰ及び他方の端子の他方の電圧ＵＭとから求めて、当該和電圧を給電電圧ＵＢと比較し、求めた和電圧と給電電圧ＵＢとの比ａを形成し、比ａの値に依存して、センサでの分路の生起を検出することによって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明により提案されている解決手段によると、センサ、例えば、温度センサでの分路が、センサでの電圧値の算出を介して検出される。センサのプラス端子及びマイナス端子の抵抗が同じ状態では、センサでの電圧は、給電電圧に相応する。従って、和電圧と給電電圧との比は、抵抗ＲＲ１乃至Ｒ２が同じという前提では、１に等しい。
【０００８】
この状況により、殊に、分路抵抗の診断手段が改善される。診断評価のためには、例えば、以下の比ａの値の許容偏差間隔が有意義である：比ａが０．９５〜１．０５で動く限り、比ａが値０．９５を下回るか、又は、例えば、値１．０５を上回ると即座に、分路エラーの生起が検出される。ここで、例として挙げた比０．９５乃至１．０５の値の代わりに、例えば、温度センサに設定される精度要求に依存して、例えば、値０．９乃至１．１を選定してもよい。検出される温度の精度に関する要求乃至仕様に依存して、比ａを、使用される抵抗Ｒ１乃至Ｒ２に依存して決めてもよい。
【実施例】
【０００９】
図１には、一方では給電電圧源と接続されていて、他方では２つの抵抗と接続されているセンサ装置の略図が示されている。
【００１０】
図１に可変センサ手抵抗ＲＳによって示されているセンサ１は、一方では、給電電圧ＵＢによって示され給電電圧源と接続されており、他方では、アース４に接続されている。センサ１には、一方で、アース４とセンサのマイナス端子３との間に接続された抵抗Ｒ２がアース側に接続されており、センサ１には、他方で、プラス端子２と給電電圧ＵＰとの間に接続された第１の抵抗Ｒ１が給電電圧源側に接続されている。プラス端子２の分路は、同様にアース４に接続されている分路抵抗ＲＭによって示されており、センサ１のマイナス端子３の分路は、マイナス端子での分路抵抗ＲＭによって示されており、その際、分路抵抗ＲＭは、同様にアース４に接続されている。分路抵抗ＲＭ乃至ＲＰは、以下のように作用する抵抗のことである。つまり、例えば、センサでの導電性の汚濁によって生じたり、又は、欠陥のあるセンサケーブルでのクリープ電流によって生じたりする。以下示す計算では、分路抵抗ＲＭ乃至ＲＰは、オーム性実抵抗である。分路抵抗ＲＭ乃至ＲＰの値は、未知である。システム全体で、センサの一方の端子２の一方の電圧ＵＰ及び他方の端子３の他方の電圧ＵＭと及び給電電圧源の電圧ＵＢが測定され、それらの各値から比ａが算出される。それから、比ａの値は、所定の限界値と比較される。
【００１１】
図１を用いて、以下の各事例について区別して説明する：
事例１（分路抵抗がない場合）：
この場合には、マイナス端子３に電圧ＵＭが調整され、この電圧は、以下の関係式から得られ：
［１］  ＵＭ＝ＵＢ・Ｒ２／（ＲＳ＋Ｒ１＋Ｒ２）
そして、センサ１のプラス端子２には、電圧ＵＰが調整され、この電圧は、以下の関係式によって得られる：
［２］  ＵＰ＝ＵＢ・（Ｒ２＋ＲＳ）／（ＲＳ＋Ｒ１＋Ｒ２）
和電圧と給電電圧との比ａは：
［３］  ａ＝（ＵＰ＋ＵＭ）／ＵＢ
によって決められる。
【００１２】
式［１］及び式［２］を式［３］に用いると、比ａに対して：
ａ＝［（Ｒ２＋ＲＳ）＋Ｒ２］／（ＲＳ＋Ｒ１＋Ｒ２）＝（２Ｒ２＋ＲＳ）／（ＲＳ＋Ｒ１＋Ｒ２）
が得られる。
【００１３】
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒの場合には、常に比ａ＝１となる。
【００１４】
事例２（マイナス端子３に分路抵抗ＲＭがある場合）：
簡単にするために：
ＲＸ＝Ｒ２‖ＲＭ＝Ｒ２ＲＭ／（Ｒ２＋ＲＭ）
とする。
比ａは、上述のようにして得られ：
ａ＝（２ＲＸ＋ＲＳ）／（ＲＳ＋Ｒ１＋ＲＸ）
そして、この式から、
ａ＝［２Ｒ２ＲＭ＋ＲＳ（Ｒ２＋ＲＭ）］／［Ｒ１（Ｒ２＋ＲＭ）＋ＲＳ（Ｒ２＋ＲＭ）＋Ｒ２ＲＭ］＝［ＲＭ（２Ｒ２＋ＲＳ）＋ＲＳＲ２］／［ＲＭ（Ｒ１＋Ｒ２＋ＲＳ）＋Ｒ２（Ｒ１＋ＲＳ）］
が得られる。
【００１５】
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒが成り立つならば、比ａは：
ａ＝［ＲＭ（２Ｒ＋ＲＳ）＋ＲＲＳ］／［ＲＭ（２Ｒ＋ＲＳ）＋Ｒ（Ｒ＋ＲＳ）］
と得られる。
【００１６】
ＲＭ＝∞となる場合には、ここでも、比ａは、値１となる。
【００１７】
事例３（プラス端子２に分路抵抗ＲＰがある場合）：
センサ１のプラス端子２に分路抵抗ＲＰが図１に示したように位置している場合には、以下が成り立つ：
ＵＰ＝ＵＢ｛［ＲＰ（Ｒ２＋ＲＳ）］／（ＲＰ＋Ｒ２＋ＲＳ）｝／｛［ＲＰ（Ｒ２＋ＲＳ）］／（ＲＰ＋Ｒ２＋ＲＳ）＋Ｒ１｝｝
従って、ＵＰ即ち、プラス端子２に印加される電圧ＵＰが得られる：
［１］  ＵＰ＝ＵＢ［ＲＰ（Ｒ２＋ＲＳ）］／［ＲＰ（Ｒ２＋ＲＳ）＋Ｒ１（ＲＰ＋Ｒ２＋ＲＳ）］
マイナス端子３に印加される電圧ＵＭは、
［２］  ＵＭ＝ＵＰ（Ｒ２）／（Ｒ２＋ＲＳ）
給電電圧用の和電圧の比ａは：
ａ＝［ＵＰ＋ＵＰ（Ｒ２）／（Ｒ２＋ＲＳ）］／ＵＢ＝ＵＰ［１＋Ｒ２／（Ｒ２＋ＲＳ）］／ＵＢ
式［１］を用いると、比ａは：
ａ＝ＲＰ（２Ｒ２＋ＲＳ）／［Ｒ１（ＲＰ＋Ｒ２＋ＲＳ）＋ＲＰ（Ｒ２＋ＲＳ）］＝ＲＰ（２Ｒ２＋ＲＳ）／［Ｒ１（ＲＳ＋Ｒ２）＋ＲＰ（Ｒ１＋Ｒ２＋ＲＳ）］
となる。
【００１８】
第１の抵抗Ｒ１が第２の抵抗Ｒ２に等しい場合：
Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ：
となる。
【００１９】
従って、和電圧と給電電圧との比ａは
ａ＝ＲＰ（２Ｒ＋ＲＳ）／［ＲＰ（２Ｒ＋ＲＳ）＋Ｒ（Ｒ＋ＲＳ）］
ＲＰが値∞をとる場合には、和電圧と給電電圧との比ａの値は、値１が調整される。
【００２０】
分路抵抗、即ち、ＲＭ乃至ＲＰが給電電圧ＵＰに接続されると、比は反転し、その結果、比ａの値＞１となる。診断評価のため、例えば、後述の値は有意義であるが、例として挙げたにすぎない：
比ａの値≦１．０５、但し、≧０．９５である場合、即ち、０．９５≦ａ≦１．０５の場合、「分路なし」と分かる。
【００２１】
比ａの値が０．９５以下、又は、１．０５以上になると、分路エラーが生起していることが分かり、即ち、ａ＜０．９５又はａ＞１．０５である。
【００２２】
図２には、分路抵抗ＲＭの分路の場合の比ａが、分路抵抗ＲＭの種々の値に亘って記載されている。種々異なる特性曲線は、５０，１００，２００，４００，６００，８００，１０００，１２００，１４００，１６００，１８００乃至２ｋΩの可変のセンサ抵抗の場合に記載されており、第１の抵抗Ｒ１乃至第２の抵抗Ｒ２の値は、それぞれ１ｋΩである。
【００２３】
表Iは、この場合に調整される各値が、１つの値表に示されており、その際、値表の第１の行には、５０Ω〜２ｋΩのセンサ抵抗ＲＳの個別値が記載されており、最も外側の左側の欄には、０〜５００００の分路抵抗ＲＭの各値が記載されている。
【００２４】
図３には、センサ１のプラス端子２での分路抵抗ＲＰの分路がある場合の比ａの経過が示されている。図３の場合には、センサ抵抗ＲＳは、５０Ω、１００Ω、２００Ω、４００Ω、６００Ω、８００Ω、１０００Ω、１２００Ω、１４００Ω、１６００Ω、１８００Ω乃至２ｋΩの値をとり、その際、比ａは、０．８〜１である。図３の特性曲線の場合でも、第１の抵抗Ｒ１乃至第２の抵抗Ｒ２の値は、それぞれ１ｋΩである。
【００２５】
図３に示されている、プラス端子２での、抵抗ＲＰの分路で調整される比ａの各値は、表ＩＩから分かる。表Iと同様に、表ＩＩでも、左側の最も外側には、０〜５００００Ωで変化する分路抵抗ＲＰが記載されており、表ＩＩの最も上の行には、５０，１００，２００，４００，６００，８００Ω、１ｋΩ、１．２ｋΩ、１．４ｋΩ、１．６ｋΩ、１．８ｋΩ、並びに、２ｋΩの可変のセンサ抵抗ＲＳが記載されている。表ＩＩからは、プラス端子２に分路抵抗ＲＰの分路がある場合の比ａの経過が分かる。図２，３と同様に、分路抵抗ＲＭがある場合も、分路抵抗ＲＰがある場合も（０〜５０ｋΩに選択される）、比ａに対して、それぞれ調整される特性曲線は、特性曲線群となることが明らかである。これら各特性曲線群は全て、漸近経過で値１に近づく強い勾配によって特徴付けられて移行する。
【００２６】
センサ評価にとって有意義な比ａの値は、前述のように、０．９５〜１．０５で、即ち、分路抵抗ＲＭ乃至分路抵抗ＲＰ≧１０ｋΩであるような領域内に位置している。
【００２７】
未だ、センサ評価が行われる必要があるａの正確な境界は、全システムにたてられる精度要求に依存している。値ａが、この定義された領域の外側に位置している場合、分路抵抗が全システムに及ぼす影響は著しく大きく、その結果、センサの評価は、もはや有意義ではなく、場合によっては、センサの等価値に切り換えることができる。センサの診断により、この場合、分路エラーが検出される。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】センサに配属した抵抗Ｒ１乃至Ｒ２を有するセンサの接続回路の略図。
【図２】抵抗ＲＭの分路での比ａの特性を示す図。
【図３】抵抗ＲＰの分路での比ａを示す図。
【図４】分路抵抗ＲＭの分路の場合の比ａが、分路抵抗ＲＭの種々の値に亘って記載されている図２の場合に調整される各値が記載されている表。
【図５】図３に示されている、プラス端子２での、抵抗ＲＰの分路で調整される比ａの各値が記載されている表。
【符号の説明】
【００２９】
１  温度
２  プラス端子センサ
３  マイナス端子センサ
Ｒ１  第１の抵抗
Ｒ２  第２の抵抗
４  アース
ＲＳ  センサ抵抗
ＲＭ  マイナス端子での分路抵抗
ＲＰ  プラス端子での分路抵抗
ＵＰ  プラス端子での電圧
ＵＭ  マイナス端子での電圧
ＵＢ  給電電圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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