(57)【要約】【課題】より利便性に優れたセンサモジュールを提供する。【解決手段】本発明の一実施態様に係るセンサモジュールは、複数のアナログ信号を各々出力する複数のアナログセンサを含むセンサ部と、センサ信号処理回路とを備える。センサ信号処理回路は、複数のアナログ信号を比較し、複数のアナログ信号の各々について正常または異常を診断する診断部と、複数のアナログ信号のうちの正常と判断された一のアナログ信号を出力するアナログ信号出力部とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアナログ信号を各々出力する複数のアナログセンサを含むセンサ部と、
センサ信号処理回路と
を備え、
前記センサ信号処理回路は、
前記複数のアナログ信号を比較し、前記複数のアナログ信号の各々について正常または異常を診断する診断部と、
前記複数のアナログ信号のうちの正常と判断された一の前記アナログ信号を出力するアナログ信号出力部と
を有する
センサモジュール。
【請求項２】
前記診断部は、前記複数のアナログ信号の正常または異常を多数決により診断する
請求項１記載のセンサモジュール。
【請求項３】
前記センサ信号処理回路は、
前記複数のアナログ信号のうち正常と診断された前記アナログ信号の数を出力するディジタル信号出力部をさらに有する
請求項１または請求項２に記載のセンサモジュール。  
【請求項４】
前記ディジタル信号出力部は、前記複数のアナログ信号のうち正常と診断された前記アナログ信号が１つのみである場合に、前記センサ部が故障している旨を出力する
請求項３記載のセンサモジュール。
【請求項５】
前記ディジタル信号出力部は、前記複数のアナログ信号のうち異常と診断された前記アナログ信号が存在する場合、前記センサ部に障害が発生している旨を出力する
請求項３記載のセンサモジュール。
【請求項６】
前記センサ部から出力される前記複数のアナログ信号から選択される一部の前記アナログ信号が、前記一のアナログ信号として前記アナログ信号出力部から出力可能である
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項７】
前記複数のアナログセンサは、互いに同じ物理量を検出するものである
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【請求項８】
複数のアナログ信号を受信して比較し、前記複数のアナログ信号の各々について正常または異常を診断する診断部と、
前記複数のアナログ信号のうちの正常と判断された一の前記アナログ信号を出力するアナログ信号出力部と
を有する
センサ信号処理回路。
【請求項９】
前記診断部は、前記複数のアナログ信号の正常または異常を多数決により判断する
請求項８記載のセンサ信号処理回路。
【請求項１０】
前記センサ信号処理回路は、
前記複数のアナログ信号のうち正常と診断された前記アナログ信号の数を出力するディジタル信号出力部をさらに有する
請求項８または請求項９に記載のセンサ信号処理回路。  
【請求項１１】
前記診断部が受信する前記複数のアナログ信号から選択される一部の前記アナログ信号が、前記一のアナログ信号として前記アナログ信号出力部から出力可能である
請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のセンサ信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一のアナログ信号を出力するセンサ信号処理回路、およびそれを備えたセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両等の自動運転化に伴い、その車両等に搭載されるセンサモジュールにおいては故障検知に加えてセンサモジュール全体の機能継続を実現するための冗長化（redundancy）が検討されている。例えば特許文献１には、３つのアナログセンサからの各検出信号を処理し、真のセンサ出力信号を得るようにした３重系センサの真値出力方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−７６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような冗長化の概念を取り入れたセンサモジュールを車両等の各種外部装置に搭載する場合、搭載される各種外部装置に対する負担の少ないことが望まれる。すなわち、より利便性に優れたセンサモジュールおよびそれに好適なセンサ信号処理回路を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施態様に係るセンサモジュールは、複数のアナログ信号を各々出力する複数のアナログセンサを含むセンサ部と、センサ信号処理回路とを備える。センサ信号処理回路は、複数のアナログ信号を比較し、複数のアナログ信号の各々について正常または異常を診断する診断部と、複数のアナログ信号のうちの正常と判断された一のアナログ信号を出力するアナログ信号出力部とを有する。
【０００６】
本発明の一実施態様に係るセンサモジュールでは、複数のアナログセンサを有することで冗長化が実現され、いずれかのアナログセンサに障害が生じた場合であってもセンサモジュール全体としての機能が維持される。よって高い動作信頼性が得られる。その一方で、アナログ信号出力部は、正常と判断された一のアナログ信号のみを出力するので、この出力を受信するＣＰＵなどを備えた外部装置は１つの入力アナログポートを有していればよい。すなわち、外部装置の構成が簡素化される。
【０００７】
本発明の一実施態様に係るセンサ信号処理回路は、複数のアナログ信号を受信して比較し、複数のアナログ信号の各々について正常または異常を診断する診断部と、複数のアナログ信号のうちの正常と判断された一のアナログ信号を出力するアナログ信号出力部とを有する。
【０００８】
本発明の一実施態様に係るセンサモジュールでは、複数のアナログ信号を受信して各々について正常または異常を診断するので、冗長化に対応できる。その一方で、アナログ信号出力部は、正常と判断された一のアナログ信号のみを出力するので、この出力を受信するＣＰＵなどを備えた外部装置は１つの入力アナログポートを有していればよい。すなわち、外部装置の構成が簡素化される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施態様に係るセンサモジュールおよびセンサ信号処理回路によれば、優れた動作信頼性および利便性を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るセンサモジュールの概略構成例を表すブロック図である。
【図２】図１に示したセンサモジュールのセンサ信号処理回路を表す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（センサ信号処理回路を有するセンサモジュールを備えたセンサシステムの例）
２．変形例
【００１２】
＜１．実施の形態＞
［センサシステムの全体構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係るセンサモジュール１を備えたセンサシステムの概略構成例を模式的に表したブロック図である。このセンサシステムは、センサモジュール１と、このセンサモジュール１からそれぞれ出力されるアナログ信号ＡＳ、ディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２を受信可能な外部装置１００とを備えている。外部装置１００は、例えば車両等であり、アナログ信号ＡＳを受信する一のアナログ信号入力ポートＡＰと、ディジタル信号ＤＳ１を受信するディジタルポートＤＰ１と、ディジタル信号ＤＳ２を受信するディジタルポートＤＰ２とを有している。外部装置１００は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）１０１と、駆動部１０２とをさらに備えている。ＣＰＵ１０１はアナログ信号ＡＳと、ディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２とを受信し、それらのアナログ信号ＡＳおよびディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２に基づき、駆動部１０２の動作制御を行うものである。
【００１３】
（センサモジュール１）
センサモジュール１は、センサ部２と、センサ信号処理回路３とを備えている。
【００１４】
（センサ部２）
センサ部２は、センサ信号処理回路３へ向けて複数のアナログ信号を各々出力する複数のアナログセンサ（図１では、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３を出力する３つのアナログセンサ２１〜２３を例示している。）を有している。アナログセンサ２１〜２３は、互いに同一の物理量を検出するものであり、例えば磁場の方向の変化や磁場の強度の変化、あるいは磁場の有無を検出する磁気抵抗効果素子などの磁場検出素子を有するものが挙げられる。
【００１５】
（センサ信号処理回路３）
センサ信号処理回路３は、アナログ部４とディジタル部５とを含む診断部６を有している。診断部６は、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３を比較し、それらアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の各々について正常または異常を診断するように機能する部分であり、本発明の「診断部」に対応する一具体例である。
【００１６】
（アナログ部４）
アナログ部４にはアナログ信号出力ポート４１が設けられている。アナログ信号出力ポート４１は、診断部６において正常と判断された一のアナログ信号ＡＳを外部装置１００のアナログ信号入力ポートＡＰへ出力するものであり、本発明の「アナログ信号出力部」に対応する一具体例である。なお、本実施の形態では、センサ部２から出力される複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうちの一部のアナログ信号（具体的にはアナログ信号Ｓ２１またはアナログ信号Ｓ２２のいずれか）が一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号出力ポート４１から出力可能となっている。すなわち、アナログセンサ２３からのアナログ信号Ｓ２３はアナログ信号出力ポート４１から出力されることはない。
【００１７】
（ディジタル部５）
ディジタル部５には、ディジタル信号出力ポート５１とディジタル信号出力ポート５２とが設けられている。ディジタル信号出力ポート５１およびディジタル信号出力ポート５２は、本発明の「ディジタル信号出力部」に対応する一具体例であり、複数のアナログ信号のうち正常と診断されたアナログ信号を出力するアナログセンサの数を出力するものである。具体的には、ディジタル信号出力ポート５１は、診断部６においてアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち正常と診断されたものが１つのみである場合に、センサ部２が故障している旨を知らせるディジタル信号ＤＳ１を出力する。ディジタル信号出力ポート５２は、診断部６においてアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち異常と診断されたものが存在する場合、センサ部２に異常がある旨を知らせるディジタル信号ＤＳ２を出力する。ここで、診断部６は、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の正常または異常を多数決により判断するようになっている。
【００１８】
［センサ信号処理回路３の詳細構成］
（アナログ部４の詳細）
図２は、図１に示したセンサ信号処理回路３の詳細を表す回路図である。センサ信号処理回路３のうちのアナログ部４は、例えば、比較器４２（４２１〜４２３）と、比較器４３（４３１Ａ，４３１Ｂ，４３２Ａ，４３２Ｂ，４３３Ａ，４３３Ｂ）と、アナログスイッチ４４，４５とを有している。
【００１９】
比較器４２１には、アナログセンサ２１からのアナログ信号Ｓ２１とアナログセンサ２２からのアナログ信号Ｓ２２とが入力されるようになっている。比較器４２２には、アナログセンサ２２からのアナログ信号Ｓ２２とアナログセンサ２３からのアナログ信号Ｓ２３とが入力されるようになっている。比較器４２３には、アナログセンサ２１からのアナログ信号Ｓ２１とアナログセンサ２３からのアナログ信号Ｓ２３とが入力されるようになっている。比較器４２１からは、アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２２の電圧との差分が出力され、比較器４２２からは、アナログ信号Ｓ２２の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分が出力され、比較器４２３からは、アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分が出力されるようになっている。
【００２０】
比較器４３１Ａ，４３１Ｂには、それぞれ、基準電圧（例えば０．１Ｖ）と、比較器４２１からの出力（アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２２の電圧との差分）とが入力されるようになっている。但し、比較器４３１Ａにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号と、比較器４３１Ｂにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号とが逆になっている。比較器４３１Ａ，４３１Ｂでは、基準電圧と、比較器４２１からの出力との比較がなされる。ここでいう基準電圧は、比較器４２１からの出力について許容可能な大きさ（上限）によって定まり、比較器４２１からの出力を０．１Ｖ以下に制限するのであれば、この基準電圧を上述のように０．１Ｖとすればよい。但し、０．１Ｖの基準電圧はあくまでも例示であって、本発明はこれに限定されるものではない。なお、比較器４３１Ａと比較器４３１Ｂとのそれぞれにおいて基準電圧と比較器４２１からの出力との比較を行うようにしたのは、アナログ信号Ｓ２１とアナログ信号Ｓ２２との大小関係によって比較器４２１からの出力の正負が異なるからである。いずれにせよ、比較器４３１Ａ，４３１Ｂでは、比較器４２１からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が出力され、比較器４２１からの出力が基準電圧以下である場合に「０」が出力されるようになっている。
【００２１】
比較器４３２Ａ，４３２Ｂには、それぞれ、基準電圧（例えば０．１Ｖ）と、比較器４２２からの出力（アナログ信号Ｓ２２の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分）とが入力されるようになっている。但し、比較器４３２Ａにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号と、比較器４３２Ｂにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号とが逆になっている。比較器４３２Ａ，４３２Ｂでは、基準電圧と、比較器４２２からの出力との比較がなされる。比較器４３２Ａ，４３２Ｂでは、比較器４２２からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が出力され、比較器４２２からの出力が基準電圧以下である場合に「０」が出力されるようになっている。
【００２２】
比較器４３３Ａ，４３３Ｂには、それぞれ、基準電圧（例えば０．１Ｖ）と、比較器４２３からの出力（アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分）とが入力されるようになっている。但し、比較器４３３Ａにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号と、比較器４３３Ｂにおいて基準電圧が入力される入力端子の符号とが逆になっている。比較器４３３Ａ，４３３Ｂでは、基準電圧と、比較器４２３からの出力との比較がなされる。比較器４３３Ａ，４３３Ｂでは、比較器４２３からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が出力され、比較器４２３からの出力が基準電圧以下である場合に「０」が出力されるようになっている。
【００２３】
（ディジタル部５の詳細）
センサ信号処理回路３のうちのディジタル部５は、例えばアンド（ＡＮＤ）ゲート５３（５３１〜５３３）と、ノット（ＮＯＴ）ゲート５４（５４１〜５４４）と、オア（ＯＲ）ゲート５５（５５１〜５５３）と、ＡＮＤゲート５６（５６１〜５６５）とを有している。ＡＮＤゲート５６５の出力端子は、信号線ＳＬ１によりアナログ部４のアナログスイッチ４４と接続されている。ＮＯＴゲート５４３の出力端子は、信号線ＳＬ２によりアナログ部４のアナログスイッチ４５と接続されている。アナログスイッチ４４は、チャネルＣＨ１を通じてアナログ信号出力ポート４１と接続されている。一方、アナログスイッチ４５は、チャネルＣＨ２を通じてアナログ信号出力ポート４１と接続されている。すなわち、アナログスイッチ４４が開状態（アナログスイッチ４５は閉状態）となることで、アナログ信号Ｓ２１を一のアナログ信号ＡＳとしてチャネルＣＨ１を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力することができるようになっている。同様に、アナログスイッチ４５が開状態（アナログスイッチ４４は閉状態）となることで、アナログ信号Ｓ２２を一のアナログ信号ＡＳとしてチャネルＣＨ２を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力することができるようになっている。
【００２４】
ＡＮＤゲート５３１には、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３１では、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力との双方が「１」である場合に「１」が出力され、それ以外の場合は「０」が出力されるようになっている。
【００２５】
ＡＮＤゲート５３２には、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３２では、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力との双方が「１」である場合に「１」が出力され、それ以外の場合は「０」が出力されるようになっている。
【００２６】
ＡＮＤゲート５３３には、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３３では、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力との双方が「１」である場合に「１」が出力され、それ以外の場合は「０」が出力されるようになっている。
【００２７】
ＯＲゲート５５１の入力端子は、ＡＮＤゲート５３１〜５３３の各出力端子とそれぞれ接続されている。但し、ＯＲゲート５５１とＡＮＤゲート５３１との間にはＮＯＴゲート５４１が設けられている。したがって、ＯＲゲート５５１には、ＡＮＤゲート５３１からの出力がＮＯＴゲート５４１を介して入力され、ＡＮＤゲート５３２からの出力が直接入力され、ＡＮＤゲート５３３からの出力が直接入力されるようになっている。また、ＯＲゲート５５１の出力端子は、ＮＯＴゲート５４３の入力端子と接続されている。
【００２８】
ＡＮＤゲート５６１の入力端子は、ＡＮＤゲート５３２およびＡＮＤゲート５３３の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＡＮＤゲート５６１には、ＡＮＤゲート５３２，５３３からの出力がそれぞれ直接入力されるようになっている。また、ＡＮＤゲート５６１の出力端子は、ＮＯＴゲート５４４の入力端子と接続されている。
【００２９】
ＡＮＤゲート５６２の入力端子は、ＡＮＤゲート５３１およびＡＮＤゲート５３２の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＡＮＤゲート５６２には、ＡＮＤゲート５３１，５３２からの出力がそれぞれ直接入力されるようになっている。また、ＡＮＤゲート５６２の出力端子は、ＯＲゲート５５３の入力端子と接続されている。
【００３０】
ＡＮＤゲート５６３の入力端子は、ＡＮＤゲート５３１およびＡＮＤゲート５３３の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＡＮＤゲート５６３には、ＡＮＤゲート５３１，５３３からの出力がそれぞれ直接入力されるようになっている。また、ＡＮＤゲート５６３の出力端子は、ＯＲゲート５５３の入力端子と接続されている。
【００３１】
ＡＮＤゲート５６４の入力端子は、ＡＮＤゲート５３２およびＡＮＤゲート５３３の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＡＮＤゲート５６４には、ＡＮＤゲート５３２，５３３からの出力がそれぞれ直接入力されるようになっている。また、ＡＮＤゲート５６４の出力端子は、ＯＲゲート５５３の入力端子と接続されている。
【００３２】
ＯＲゲート５５２の入力端子は、ＡＮＤゲート５３１〜５３３の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＯＲゲート５５２には、ＡＮＤゲート５３１〜５３３からの出力が直接入力されるようになっている。また、ＯＲゲート５５２の出力端子からはディジタル信号ＤＳ２が出力されるようになっている。
【００３３】
ＯＲゲート５５３の入力端子は、上述したように、ＡＮＤゲート５６２〜５６４の各出力端子とそれぞれ接続されている。したがって、ＯＲゲート５５３には、ＡＮＤゲート５６２〜５６４からの出力が直接入力されるようになっている。また、ＯＲゲート５５３の出力端子からはディジタル信号ＤＳ１が出力されるようになっている。
【００３４】
ＡＮＤゲート５６５の入力端子は、ＮＯＴゲート５４２を介してＡＮＤゲート５３１の出力端子と接続されると共にＮＯＴゲート５４４を介してＡＮＤゲート５６１の出力端子と接続されるようになっている。
【００３５】
［動作］
このセンサシステムでは、センサモジュール１から発せられた一のアナログ信号ＡＳおよびディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２が外部装置１００に適宜入力されることとなる。
【００３６】
具体的には、センサモジュール１のセンサ部２におけるアナログセンサ２１〜２３は、検出対象とする物理量をそれぞれ検出すると、各々の物理量に応じたアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３をそれぞれセンサ信号処理回路３のアナログ部４へ送信する。
【００３７】
アナログ信号Ｓ２１およびアナログ信号Ｓ２２が比較器４２１に入力される。比較器４２１では、アナログ信号Ｓ２１とアナログ信号Ｓ２２との比較がなされ、アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２２の電圧との差分が比較器４２１から出力されたのち、その出力が比較器４３１Ａおよび比較器４３１Ｂにそれぞれ入力される。比較器４３１Ａおよび比較器４３１Ｂでは、それぞれ基準電圧（例えば０．１Ｖ）と比較器４２１からの出力との比較がなされる。その結果、比較器４２１からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が比較器４３１Ａまたは比較器４３１Ｂから出力され、比較器４２１からの出力が基準電圧以下である場合に比較器４３１Ａまたは比較器４３１Ｂから「０」が出力される。
【００３８】
また、アナログ信号Ｓ２２およびアナログ信号Ｓ２３が比較器４２２に入力される。比較器４２２では、アナログ信号Ｓ２２とアナログ信号Ｓ２３との比較がなされ、アナログ信号Ｓ２２の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分が比較器４２２から出力されたのち、その出力が比較器４３２Ａおよび比較器４３２Ｂにそれぞれ入力される。比較器４３２Ａおよび比較器４３２Ｂでは、それぞれ基準電圧（例えば０．１Ｖ）と比較器４２２からの出力との比較がなされる。その結果、比較器４２２からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が比較器４３２Ａまたは比較器４３２Ｂから出力され、比較器４２２からの出力が基準電圧以下である場合に比較器４３２Ａまたは比較器４３２Ｂから「０」が出力される。
【００３９】
さらに、アナログ信号Ｓ２１およびアナログ信号Ｓ２３が比較器４２３に入力される。比較器４２３では、アナログ信号Ｓ２１とアナログ信号Ｓ２３との比較がなされ、アナログ信号Ｓ２１の電圧とアナログ信号Ｓ２３の電圧との差分が比較器４２３から出力されたのち、その出力が比較器４３３Ａおよび比較器４３３Ｂにそれぞれ入力される。比較器４３３Ａおよび比較器４３３Ｂでは、それぞれ基準電圧（例えば０．１Ｖ）と比較器４２３からの出力との比較がなされる。その結果、比較器４２３からの出力が基準電圧を上回る場合に「１」が比較器４３３Ａまたは比較器４３３Ｂから出力され、比較器４２３からの出力が基準電圧以下である場合に比較器４３３Ａまたは比較器４３３Ｂから「０」が出力される。
【００４０】
比較器４３からの出力はディジタル部５におけるＡＮＤゲート５３に入力される。具体的には、例えばＡＮＤゲート５３１には比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３１では、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力との双方が「１」である場合にＡＮＤゲート５３１から「１」が出力され、それ以外の場合はＡＮＤゲート５３１から「０」が出力される。ここで、ＡＮＤゲート５３１が「１」を出力する場合、アナログ信号Ｓ２１が異常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２１を出力したアナログセンサ２１に障害が発生していると診断される。一方、ＡＮＤゲート５３１が「０」を出力する場合にはアナログ信号Ｓ２１が正常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２１を出力したアナログセンサ２１には障害が発生していないと診断される。
【００４１】
また、ＡＮＤゲート５３２には比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３２では、比較器４３１Ａ，４３１Ｂからの出力と比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力との双方が「１」である場合にＡＮＤゲート５３２から「１」が出力され、それ以外の場合はＡＮＤゲート５３２から「０」が出力される。ここで、ＡＮＤゲート５３２が「１」を出力する場合、アナログ信号Ｓ２２が異常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２２を出力したアナログセンサ２２に障害が発生していると診断される。一方、ＡＮＤゲート５３２が「０」を出力する場合にはアナログ信号Ｓ２２が正常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２２を出力したアナログセンサ２２には障害が発生していないと診断される。
【００４２】
さらに、ＡＮＤゲート５３３には、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力とが入力される。ＡＮＤゲート５３３では、比較器４３２Ａ，４３２Ｂからの出力と、比較器４３３Ａ，４３３Ｂからの出力との双方が「１」である場合に「１」が出力され、それ以外の場合は「０」が出力される。ここで、ＡＮＤゲート５３３が「１」を出力する場合にはアナログ信号Ｓ２３が異常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２３を出力したアナログセンサ２３に障害が発生していると診断される。一方、ＡＮＤゲート５３３が「０」を出力する場合にはアナログ信号Ｓ２３が正常であると診断され、そのアナログ信号Ｓ２３を出力したアナログセンサ２３には障害が発生していないと診断される。
【００４３】
診断部６では、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３（アナログセンサ２１〜２３）の診断結果に応じて、例えば表１に示した状態テーブルに従って、アナログ信号出力ポート４１から出力される一のアナログ信号ＡＳや、ディジタル信号出力ポート５１，５２からのディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２の出力の有無が選択される。
【００４４】
【表１】
2019061368.tif 000003
【００４５】
例えば状態１は、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の全てが正常である（アナログセンサ２１〜２３の全てにおいて障害が発生していない）と診断された場合であり、ＡＮＤゲート５３１〜５３３がいずれも「０」を出力する場合である。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５からは「１」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４は開状態となる。よって、チャネルＣＨ１が選択され、一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号Ｓ２１がチャネルＣＨ１を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力される。なお、状態１では、ＯＲゲート５５２，５５３はいずれも「０」を出力するので、ディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２はいずれも出力されない。よって、状態１は正常運転状態と言える。
【００４６】
また、状態２は、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２が正常である（アナログセンサ２１，２２において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２３が異常である（アナログセンサ２３において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３１，５３２は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３３は「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５からは「１」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４は開状態となる。よって、チャネルＣＨ１が選択され、一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号Ｓ２１がチャネルＣＨ１を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力される。また、状態２では、ＯＲゲート５５３は「０」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１は出力されないが、ＯＲゲート５５２は「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１が出力される。このディジタル信号ＤＳ２は、センサ部２のアナログセンサ２３に障害が発生していることを表す注意信号である。この注意信号は、３つのアナログセンサ２１〜２３のうち２つは正常であるが１つに障害が発生している旨を知らせるものである。すなわち、注意信号であるディジタル信号ＤＳ２は、センサ部２からのアナログ信号ＡＳは信頼できるものであるが、直ちにセンサモジュール１の修理を行う必要があるものとして取り扱われる。よって、状態２は注意運転状態と言える。
【００４７】
また、状態３は、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２３が正常である（アナログセンサ２１，２３において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２２が異常である（アナログセンサ２２において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３１，５３３は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３２は「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５からは「１」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４は開状態となる。よって、チャネルＣＨ１が選択され、一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号Ｓ２１がチャネルＣＨ１を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力される。また、状態３では、ＯＲゲート５５３は「０」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１は出力されないが、ＯＲゲート５５２は「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ２が出力される。よって、状態３は注意運転状態と言える。
【００４８】
また、状態４は、アナログ信号Ｓ２１のみが正常である（アナログセンサ２１において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２２，Ｓ２３が異常である（アナログセンサ２２，２３において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３１は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３２，５３３はいずれも「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５から「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４も閉状態となる。よって、チャネルＣＨ１，ＣＨ２はいずれも非選択となり、アナログ信号出力ポート４１からアナログ信号ＡＳは出力されない。また、状態４では、ＯＲゲート５５２，５５３はいずれも「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２の双方が出力される。このディジタル信号ＤＳ１は、センサ部２のアナログセンサ２３に故障が発生していることを表す警告信号である。この警告信号は、３つのアナログセンサ２１〜２３のうち１つは正常であるが２つに障害が発生している旨を知らせるものである。すなわち、警告信号であるディジタル信号ＤＳ１は、センサ部２からのアナログ信号ＡＳの信頼性は低く、直ちに外部装置１００の駆動部１０２の駆動を停止する必要があるものとして取り扱われる。よって、状態４は警告状態である。
【００４９】
また、状態５は、アナログ信号Ｓ２２，Ｓ２３が正常である（アナログセンサ２２，２３において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２１が異常である（アナログセンサ２１において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３２，５３３は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３１は「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「０」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「１」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は開状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４は閉状態となる。よって、チャネルＣＨ２が選択され、一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号Ｓ２２がチャネルＣＨ２を通じてアナログ信号出力ポート４１から出力される。また、状態５では、ＯＲゲート５５３は「０」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１は出力されないが、ＯＲゲート５５２は「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ２が出力される。よって、状態５は注意運転状態と言える。
【００５０】
また、状態６は、アナログ信号Ｓ２２のみが正常である（アナログセンサ２２において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２３が異常である（アナログセンサ２１，２３において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３２は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３１，５３３はいずれも「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５から「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４も閉状態となる。よって、チャネルＣＨ１，ＣＨ２はいずれも非選択となり、アナログ信号出力ポート４１からアナログ信号ＡＳは出力されない。また、状態６では、ＯＲゲート５５２，５５３はいずれも「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２の双方が出力される。よって、状態６は警告状態である。
【００５１】
また、状態７は、アナログ信号Ｓ２３のみが正常である（アナログセンサ２３において障害が発生していない）と診断され、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２が異常である（アナログセンサ２２，２３において障害が発生している）と診断された場合である。すなわち、ＡＮＤゲート５３３は「０」を出力する一方、ＡＮＤゲート５３１，５３２はいずれも「１」を出力する。この場合、ＯＲゲート５５１からは「１」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５から「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４も閉状態となる。よって、チャネルＣＨ１，ＣＨ２はいずれも非選択となり、アナログ信号出力ポート４１からアナログ信号ＡＳは出力されない。また、状態７では、ＯＲゲート５５２，５５３はいずれも「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２の双方が出力される。よって、状態７は警告状態である。
【００５２】
また、状態８は、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の全てが異常である（アナログセンサ２１〜２３の全てにおいて障害が発生している）と診断された場合であり、ＡＮＤゲート５３１〜５３３がいずれも「１」を出力する場合である。この場合、ＯＲゲート５５１からは「０」が出力され、ＮＯＴゲート５４３からは「１」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４５は閉状態となる。一方、ＡＮＤゲート５６５からは「０」が出力されるので、アナログ部４のアナログスイッチ４４も閉状態となる。よって、チャネルＣＨ１，ＣＨ２はいずれも非選択となり、アナログ信号出力ポート４１からアナログ信号ＡＳは出力されない。また、状態８では、ＯＲゲート５５２，５５３はいずれも「１」を出力するのでディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２の双方が出力される。よって、状態８は警告状態である。
【００５３】
このようにしてセンサモジュール１から発せられた一のアナログ信号ＡＳおよびディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２は、アナログ信号入力ポートＡＰおよびディジタル信号入力ポートＤＰ１，ＤＰ２を介して外部装置１００のＣＰＵ１０１に適宜入力される。ＣＰＵ１０１は、それらのアナログ信号ＡＳおよびディジタル信号ＤＳ１，ＤＳ２に応じて駆動部１０２の動作を制御する。
【００５４】
［作用・効果］
このように、本実施の形態のセンサモジュール１は、複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３を各々出力する複数のアナログセンサ２１〜２３を含むセンサ部２と、センサ信号処理回路３とを備える。センサ信号処理回路３は、複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３を比較し、複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の各々について正常または異常を診断する診断部６と、複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうちの正常と判断された一のアナログ信号ＡＳを出力するアナログ信号出力ポート４１とを有するようにした。センサモジュール１では、複数のアナログセンサ２１〜２３を有することで冗長化が実現され、アナログセンサ２１〜２３のいずれかに障害が生じた場合であってもセンサモジュール１全体としての機能が維持される。よってセンサモジュール１として高い動作信頼性が得られる。その一方で、アナログ信号出力ポート４１は、正常と判断された一のアナログ信号ＡＳのみを出力するので、この出力を受信するＣＰＵ１０１などを備えた外部装置１００は１つのアナログ信号入力ポートＡＰを有していればよい。そのうえ、複数のアナログ信号の正常および異常などの診断を外部装置１００において実行しなくてすむ。よって、外部装置１００に対する信号処理の負担が軽減され、ＣＰＵ１０１として安価で簡素な構成の汎用ＣＰＵを採用できる。すなわち、外部装置１００の構成が簡素化され、外部装置１００の小型化やコストダウンに有利となる。また、アナログセンサ２１，２２からのアナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２のいずれかをそのままアナログ信号出力ポート４１から出力するようにしたので、例えば複数のアナログ信号を平均化するなどの処理を加えてアナログ信号出力ポート４１から出力する場合と比べて、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２の異常（アナログセンサ２１，２２の故障）を検出しやすい。よって、センサモジュール１は、センサシステム全体としての機能を維持しつつ、信頼性に優れ、より高い汎用性を有する使い勝手の良いものとなる。
【００５５】
また、本実施の形態のセンサモジュール１では、診断部６が複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の正常または異常を多数決により診断するようにした。このため、例えばアナログ信号ＡＳを受信する外部装置１００などのＣＰＵ１０１においてそのようなセンサ部２における正常および異常の診断を行う必要性がない。すなわち、外部装置１００の構成や動作を簡素化できる。
【００５６】
また、本実施の形態のセンサモジュール１では、センサ信号処理回路３が、複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち正常と診断されたアナログ信号ＡＳを出力するアナログセンサ２１〜２３の数を、ディジタル信号出力ポート５１，５２から出力するようにした。このため、複数のアナログセンサ２１〜２３のうち、障害が発生していると診断されたものの数が把握でき、直ちに外部装置１００の動作を停止すべきか否かの判断などを行うことができ、利便性の向上に寄与する。
【００５７】
また、本実施の形態のセンサモジュール１では、センサ部２から出力される複数のアナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３から選択される一部のアナログ信号が、一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号出力ポート４１から出力可能となっている。具体的には、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３のうち、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２は一のアナログ信号ＡＳとしてアナログ信号出力ポート４１から出力可能である。アナログ信号Ｓ２３は、アナログ信号出力ポート４１から出力されず、アナログ信号Ｓ２１，Ｓ２２の比較対象としてのみ用いられるようになっている。このため、センサモジュール１は故障検知機能を有しているにも関わらず、アナログ信号Ｓ２１〜Ｓ２３の全てを個別のチャネルから外部へ出力する場合と異なり、センサモジュール１と外部装置１００とを結ぶチャネルは１つで足りる。よって、外部装置１００においてアナログ信号入力ポートＡＰは１つあればよいので、外部装置１００の構成は簡素化される。
【００５８】
＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本開示を説明したが、本開示はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。
【００５９】
例えば、センサモジュール１における各部材の構成例（形状、配置、個数等）を具体的に挙げて説明したが、それらは上記実施の形態で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。また、図２に示した回路構成は一例であって、本発明は他の回路構成を取り得るものである。
【００６０】
また、上記実施の形態では、アナログセンサとして磁気抵抗効果素子を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、物理量として磁場を検出するものであればホール素子を用いてもよい。また、物理量として磁場以外のもの、具体的には熱、湿度、歪み、ガスなどを検出するセンサを用いてもよい。具体的には、温度センサ、湿度センサ、圧電センサ、酸素センサなどが挙げられる。また、アナログセンサの数は３つに限定されるものではなく、２つ、または４以上であってもよい。
【００６１】
また、上記実施の形態で説明したセンサモジュール１は、センサ部２とセンサ信号処理回路３とが異なる基板にそれぞれ設けられていてもよいし、センサ部２とセンサ信号処理回路３とが一の基板に設けられていてもよい。また、センサ部２においても、各アナログセンサが異なる基板にそれぞれ設けられていてもよい。また、それらの異なる基板同士がフレキシブル基板等の弾性材料により連結されるようにしてもよい。
【００６２】
加えて、上記実施の形態で説明した一連の処理は、ハードウェア（回路）で行われるようにしてもよいし、ソフトウェア（プログラム）で行われるようにしてもよい。ソフトウェアで行われるようにした場合、そのソフトウェアは、各機能をコンピュータにより実行させるためのプログラム群で構成される。各プログラムは、例えば、上記コンピュータに予め組み込まれて用いられてもよいし、ネットワークや記録媒体から上記コンピュータにインストールして用いられてもよい。
【００６３】
また、上記実施の形態では、外部装置として車両等を例示して説明したが、この例には限られず、車両以外の他の装置にも、本発明のセンサモジュール１を適用することが可能である。
【００６４】
さらに、これまでに説明した各種の例を、任意の組み合わせで適用させるようにしてもよい。
【００６５】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１…センサモジュール、２…センサ部、２１〜２３…アナログセンサ、Ｓ２１〜Ｓ２３…アナログ信号、３…センサ信号処理回路、４…アナログ部、４１…アナログ信号出力ポート、４２（４２１〜４２３）…比較器、４３（４３１Ａ，４３１Ｂ，４３２Ａ，４３２Ｂ，４３３Ａ，４３３Ｂ）…比較器、４４，４５…アナログスイッチ、５…ディジタル部、５１，５２…ディジタル信号出力ポート、５３（５３１〜５３３）…ＡＮＤゲート、５４（５４１〜５４４）…ＮＯＴゲート、５５（５５１〜５５３）…ＯＲゲート、５６（５６１〜５６５）…ＡＮＤゲート、６…診断部、１００…外部装置、１０１…ＣＰＵ、１０２…駆動部、ＡＰ…アナログ信号入力ポート、ＤＳ１，ＤＳ２…ディジタル信号、ＤＰ１，ＤＰ２…ディジタル信号入力ポート。
【図１】
2019061368.tif 000004
【図２】
2019061368.tif 000005