特開 2022-184807 スイッチング装置の磁気感知素子の監視

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022184807

(43)【公開日】2022-12-13

(54)【発明の名称】スイッチング装置の磁気感知素子の監視

(51)【国際特許分類】

   H01H 36/00 20060101AFI20221206BHJP

   H01H 13/00 20060101ALI20221206BHJP

【ＦＩ】

H01H36/00 301B

H01H13/00 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022087966

(22)【出願日】2022-05-30

(31)【優先権主張番号】21305719.3

(32)【優先日】2021-05-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(71)【出願人】

【識別番号】594083128

【氏名又は名称】シュネーデル、エレクトリック、インダストリーズ、エスアーエス

【氏名又は名称原語表記】ＳＣＨＮＥＩＤＥＲ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ ＳＡＳ

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100124372

【弁理士】

【氏名又は名称】山ノ井 傑

(74)【代理人】

【識別番号】100096921

【弁理士】

【氏名又は名称】吉元 弘

(72)【発明者】

【氏名】フェリペ、カスティージョ、ブエナベントゥラ

(72)【発明者】

【氏名】グレゴリー、モリーナ、メンドーサ

【テーマコード（参考）】

5G046

5G206

【Ｆターム（参考）】

5G046AA02

5G046AA06

5G046AB01

5G046AC51

5G046AD02

5G046AE09

5G046AE13

5G046BA04

5G206AS27H

5G206AS34H

5G206AS47H

5G206GS14

5G206GS16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】磁気感知素子の正常動作を確認でき、信頼性が高く診断カバレッジが高いスイッチング装置を提供する。
【解決手段】スイッチング装置であって、ヘッダと、第１および第２の磁石と、第１および第２の磁気感知素子と、第１および第２のインダクタと、第１および第２の磁気感知素子が予め取り付けられる上面と、第１および第２のインダクタが予め取り付けられる下面とを備えるプリント回路基板と、第１および第２のマイクロコントローラ・ユニットとを備え、第１および第２のマイクロコントローラ・ユニットは、第１および第２の磁気感知素子によって生成される応答で、第２および第１のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号を受信した第１および第２のインダクタによって生成される磁場に対応する応答を読み取り、第１および第２のマイクロコントローラ・ユニットは、読み取られた応答に基づいてスイッチング装置の状態を判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング装置であって、
ヘッダと、
第１の磁石（Ｃ１）および第２の磁石（Ｃ２）と、
第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）および第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）と、
第１のインダクタ（ＥＭ１）および第２のインダクタ（ＥＭ２）と、
前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）および前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）が予め取り付けられる上面と、前記第１のインダクタ（ＥＭ１）および前記第２のインダクタ（ＥＭ２）が予め取り付けられる下面とを備える、プリント回路基板（ＰＣＢ）と、
第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）と
を備え、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）は、刺激信号（Ｓ１、Ｓ２）をそれぞれ前記第２のインダクタ（ＥＭ２）および前記第１のインダクタ（ＥＭ１）に送信するように構成され、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）は、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）によって生成される応答であって、前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）によって送信された前記刺激信号（Ｓ１）を受信した前記第１のインダクタ（ＥＭ１）によって生成される磁場の一組の値を含む前記応答を読み取るように構成され、
前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）は、前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）によって生成される応答であって、前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）によって送信された前記刺激信号（Ｓ２）を受信した前記第２のインダクタ（ＥＭ２）によって生成される磁場の一組の値を含む応答を読み取るように構成され、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）は、前記読み取られた応答に基づいて前記スイッチング装置の状態を判定するように構成される、スイッチング装置。

【請求項2】

前記スイッチング装置が作動されると、前記ヘッダは、前記プリント回路基板（ＰＣＢ）へ向けて押圧され、前記第１の磁石（Ｃ１）および前記第２の磁石（Ｃ２）はそれぞれ、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）および前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）へより近くなり、これにより、前記磁気感知素子を介する磁束が増加するとともに、閾値に達した場合に前記スイッチング装置の状態が変化する、請求項１に記載のスイッチング装置。

【請求項3】

前記スイッチング装置の前記状態は、前記読み取られた応答に基づいて前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）によって投票処理により判定される、請求項１または２に記載のスイッチング装置。

【請求項4】

前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）はそれぞれ、前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）によって送信された前記刺激信号（Ｓ２）と前記２のインダクタ（ＥＭ２）によって生成された前記磁場の前記一組の値との一致、および、前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）によって送信された前記刺激信号（Ｓ１）と前記１のインダクタ（ＥＭ１）によって生成された前記磁場の前記一組の値との一致を確認する、請求項１から３のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項5】

前記刺激信号（Ｓ１、Ｓ２）は、前記第１のインダクタ（ＥＭ１）または前記第２のインダクタによって誘導される静磁場であり、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）または前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）によって生成される前記応答の一組の値は、定常値に対応する、請求項１から４のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項6】

前記刺激信号（Ｓ１、Ｓ２）は、前記第１のインダクタ（ＥＭ１）または前記第２のインダクタによって誘導される動磁場であり、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）または前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）によって生成される前記応答の一組の値は、変動値に対応する、請求項１から４のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項7】

前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）は、前記第１の磁石（Ｃ１）および前記第１のインダクタ（ＥＭ１）と位置合わせされ、前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）は、前記第２の磁石（Ｃ２）および前記第２のインダクタ（ＥＭ２）と位置合わせされる、請求項１から６のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項8】

前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）は、相互間で直接通信するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項9】

前記読み取られた応答に不一致が見つかると、前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）のうちの一方は故障を報告する、請求項１から８のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項10】

プッシュ・ボタンまたはセレクタの一部である、請求項１から９のいずれかに記載のスイッチング装置。

【請求項11】

ヘッダと、第１の磁石（Ｃ１）および第２の磁石（Ｃ２）と、第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）および第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）と、第１のインダクタ（ＥＭ１）および第２のインダクタ（ＥＭ２）と、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）および前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）が予め取り付けられる上面ならびに前記第１のインダクタ（ＥＭ１）および前記第２のインダクタ（ＥＭ２）が予め取り付けられる下面を備える、プリント回路基板（ＰＣＢ）と、第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）とを備えるスイッチング装置の磁気感知素子を監視する方法であって、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）が、刺激信号をそれぞれ前記第２のインダクタ（ＥＭ２）および前記第１のインダクタ（ＥＭ１）に送信すること（Ｓ１、Ｓ３）と、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）が、前記第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）によって生成される応答であって、前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）によって送信された前記刺激信号を受信した前記第１のインダクタ（ＥＭ１）によって生成される磁場に対応する応答を読み取ること（Ｓ２）と、
前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）が、前記第２の磁気感知素子（ＭＳＥ２）によって生成される応答であって、前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）によって送信された前記刺激信号を受信した前記第２のインダクタ（ＥＭ２）によって生成される磁場に対応する応答を読み取ること（Ｓ４）と、
前記第１のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ１）および前記第２のマイクロコントローラ・ユニット（ＭＣＵ２）が、前記読み取られた応答に基づいて前記スイッチング装置の状態を判定すること（Ｓ５）と
を備える、スイッチング装置の磁気感知素子を監視する方法。

【請求項12】

請求項１１に記載のスイッチング装置の磁気感知素子を監視する方法を実行するためのコンピュータプログラムが具現化されたコンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は包括的には、スイッチング装置に関し、より詳細には、スイッチング装置の素子の監視に関する。

【背景技術】

【0002】

スイッチング装置は一般に、電気回路を接続または遮断する任意の装置を指す。電気スイッチング装置は全て、該装置が起動される際に開閉する接点セットからなる。スイッチング装置は、家庭用照明スイッチのような手動スイッチである、その最も単純なスイッチから、産業用途において用いられる、より複雑なスイッチまで、多様な方式で作動される。かかる場合において、スイッチング装置は、スイッチを起動させるために、磁気感知素子とともにインダクタ素子として電磁コイルを用いて作動されることができる。

【0003】

かかる用途の例として、商用航空、宇宙飛行、軍事用途および産業プロセスが挙げられるがこれらに限定されず、そこでは、部分故障に際し、設備の継続的な性能を保証するのに、冗長測定が要求される。そのような厳しい要件は、故障がもたらす影響の可能性があるために要求される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、スイッチング装置の磁気感知素子の正常動作を確認することができる、信頼性が高いとともに診断カバレッジが高いスイッチング装置が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この概要は、本発明の主題に関連する概念を導入するために提供される。この概要は、特許請求の範囲の主題の不可欠な特徴を識別することを意図されておらず、特許請求の範囲の主題の範囲を決定または限定する際に用いることを意図されてもいない。

【0006】

一実施態様において、スイッチング装置であって、
ヘッダと、
第１の磁石および第２の磁石と、
第１の磁気感知素子および第２の磁気感知素子と、
第１のインダクタおよび第２のインダクタと、
第１の磁気感知素子および第２の磁気感知素子が予め取り付けられる上面と、第１のインダクタおよび第２のインダクタが予め取り付けられる下面とを備える、プリント回路基板と、
第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットと
を備え、
第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットは、刺激信号をそれぞれ第２のインダクタおよび第１のインダクタに送信するように構成され、
第１のマイクロコントローラ・ユニットは、第１の磁気感知素子によって生成される応答であって、第２のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号を受信した第１のインダクタによって生成される磁場の一組の値を含む応答を読み取るように構成され、
第２のマイクロコントローラ・ユニットは、第２の磁気感知素子によって生成される応答であって、第１のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号を受信した第２のインダクタによって生成される磁場の一組の値を含む応答を読み取るように構成され、
第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットは、読み取られた応答に基づいて前記スイッチング装置の状態を判定するように構成される、スイッチング装置が提供される。

【0007】

スイッチング装置は、冗長入力チャネル構成において磁気感知素子のクロス入力監視（crossed input monitoring）をシームレスに行うことを可能にし、このことは、冗長入力スイッチング装置の入力診断カバレッジを著しく高める。スイッチング装置は、短サイクル時間および長サイクル時間に適した、高信頼性スイッチング装置を得るために費用対効果の高い解決策を提示する。

【0008】

好都合には、この構成は、プッシュ・ボタンおよびセレクタのような多くの用途に合わせられることができるだけでなく高信頼性スイッチング装置を必要とするいかなる用途にも拡張されることもできる、単純でコンパクトな検証システムを可能にする。

【0009】

一実施形態において、スイッチング装置が作動されると、ヘッダが、プリント回路基板へ向けて押圧され、第１の磁石および第２の磁石がそれぞれ、第１の磁気感知素子および第２の磁気感知素子へより近くなり、これにより、磁気感知素子を介する磁束が増加するとともに、閾値に達した場合にスイッチング装置の状態が変化する。

【0010】

一実施形態において、スイッチング装置の状態は、読み取られた応答に基づいて第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットによって投票処理により判定される。

【0011】

一実施形態において、第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットはそれぞれ、第１のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号と第２のインダクタによって生成された磁場の一組の値との一致、および、第２のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号と第１のインダクタによって生成された磁場の一組の値との一致を確認する。

【0012】

一実施形態において、刺激信号は、第１のインダクタまたは第２のインダクタによって誘導される静磁場であり、第１の磁気感知素子または第２の磁気感知素子によって生成される応答の一組の値は、定常値に対応する。

【0013】

一実施形態において、刺激信号は、第１のインダクタまたは第２のインダクタによって誘導される動磁場であり、第１の磁気感知素子（ＭＳＥ１）または第２の磁気感知素子によって生成される応答の一組の値は、発振信号に対応する。

【0014】

一実施形態において、第１の磁気感知素子は、第１の磁石および第１のインダクタと位置合わせされ、第２の磁気感知素子は、第２の磁石および第２のインダクタと位置合わせされる。

【0015】

一実施形態において、第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットは、相互間で直接通信するように構成される。

【0016】

一実施形態において、読み取られた応答に不一致が見つかると、第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットのうちの一方が故障を報告する。

【0017】

一実施形態において、スイッチング装置は、プッシュ・ボタンまたはセレクタの一部である。

【0018】

別の実施態様において、ヘッダと、第１の磁石および第２の磁石と、第１の磁気感知素子および第２の磁気感知素子と、第１のインダクタおよび第２のインダクタと、第１の磁気感知素子および第２の磁気感知素子が予め取り付けられる上面ならびに第１のインダクタおよび第２のインダクタが予め取り付けられる下面を備える、プリント回路基板と、第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットとを備えるスイッチング装置の磁気感知素子を監視する方法であって、
第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットが、刺激信号をそれぞれ第２のインダクタおよび第１のインダクタに送信することと、
第１のマイクロコントローラ・ユニットが、第１の磁気感知素子によって生成される応答であって、第２のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号を受信した第１のインダクタによって生成される磁場に対応する応答を読み取ることと、
第２のマイクロコントローラ・ユニットが、第２の磁気感知素子によって生成される応答であって、第１のマイクロコントローラ・ユニットによって送信された刺激信号を受信した第２のインダクタ（ＥＭ２）によって生成される磁場に対応する応答を読み取ることと、
第１のマイクロコントローラ・ユニットおよび第２のマイクロコントローラ・ユニットが、読み取られた応答に基づいてスイッチング装置の状態を判定することと
を備える、方法が提供される。

【0019】

別の実施態様において、スイッチング装置の磁気感知素子を監視するためのコンピュータプログラムが具現化されたコンピュータ可読媒体が提供される。当該コンピュータプログラムは、本発明による方法に従ってステップを実行する命令を備える。

【0020】

詳細な説明を、添付の図面を参照しながら記載する。これらの図面において、参照符号の左端の数字（複数可）は、その参照符号が最初に出現した図面を識別する。図面全体を通して、同様の特徴部および構成部材を指すために同じ符号が用いられる。ここで、本主題の実施形態に従ったシステムおよび／または方法の幾つかの実施形態が、添付の図面を参照しながら単に例として記載される。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】一実施形態によるスイッチング装置の概略的なブロック図を示す図である。

【図2】一実施形態によるスイッチング装置のクロス入力監視ルーチンを例示する図である。

【図3】一実施形態によるスイッチング装置の磁気感知素子のクロス入力監視のための方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

全ての図面において、同じ参照符号は、同じ要素または同じタイプの要素を表す。

【0023】

図面におけるブロック図はいずれも本主題の原理を具現化する例示的なシステムの概念図を表すことが、当業者によって理解されよう。同様に、フローチャート、フロー図、状態遷移図、擬似コード等はいずれも、様々なプロセスであって、実質的にコンピュータ可読媒体において表されることができるとともに、コンピュータまたはプロセッサが明示されているかどうかにかかわらず、かかるコンピュータまたはプロセッサによってそのように実行されることができる、様々なプロセスを表すことを理解されたい。

【0024】

図面および以下の記載は、本発明の特定の例示的な実施形態を例示する。したがって、当業者は、本明細書に明示的に記載または図示されていないが本発明の原理を具現化するとともに本発明の範囲内に含まれる様々な構成を考案することができることを理解されたい。さらに、本明細書に記載されているいかなる例も、本発明の原理の理解に資することを意図され、そのように具体的に挙げられた実施例および条件に限定されないものと解釈されるべきである。結果として、本発明は、以下に記載の特定の実施形態または実施例に限定されず、特許請求項の範囲およびその均等物によって限定される。

【0025】

図１を参照すると、スイッチング装置ＳＤが、ヘッダＨＤと、プリント回路基板ＰＣＢと、第１の磁石Ｃ１および第２の磁石Ｃ２と、第１の磁気感知素子ＭＳＥ１および第２の磁気感知素子ＭＳＥ２と、第１のインダクタＥＭ１および第２のインダクタＥＭ２とを備える。

【0026】

プリント回路基板ＰＣＢは、第１の磁気感知素子ＭＳＥ１および第２の磁気感知素子ＭＳＥ２が予め取り付けられる上面ならびに第１のインダクタＥＭ１および第２のインダクタＥＭ２が予め取り付けられる下面を備える。

【0027】

プリント回路基板ＰＣＢはさらに、相互間で通信することができる第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１および第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２を備える。第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１および第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２のうちの少なくとも一方は、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１および第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２のうちの一方によって提供されるフィードバックに基づいて措置をとることができるホスト・コンピューティング・ユニットのインタフェースと通信することができる。

【0028】

第１の磁気感知素子ＭＳＥ１は第１の磁石Ｃ１および第１のインダクタＥＭ１と十分に位置合わせされるものとし、第２の磁気感知素子ＭＳＥ２は第２の磁石Ｃ２および第２のインダクタＥＭ２と十分に位置合わせされるものとする。このアーキテクチャを用いると、第１の磁気感知素子ＭＳＥ１および第２の磁気感知素子ＭＳＥ２はそれぞれ、第１の磁石Ｃ１および第２の磁石Ｃ２と第１のインダクタＥＭ１および第２のインダクタＥＭ２とによって励起されることができる。

【0029】

第１の磁気感知素子ＭＳＥ１と、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１と、第１のインダクタＥＭ１とからなるセットが、テストされるべき第１のチャネルＣＨ１を形成するものとみなされ、また、第２の磁気感知素子ＭＳＥ２と、第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２と、第２のインダクタＥＭ２とからなるセットが、テストされるべき第２のチャネルＣＨ２を形成するものとみなされる。したがって、このアーキテクチャは、テストされることができる二つの完全に独立したチャネルで規定される。

【0030】

スイッチング装置が例えばヒトによって作動されると、ヘッダが、方向Ｐへ向けて、すなわちプリント回路基板へ向けて押圧され、第１の磁石Ｃ１および第２の磁石Ｃ２がそれぞれ、第１の磁気感知素子ＭＳＥ１および第２の磁気感知素子ＭＳＥ２へより近くなり、これにより、磁性原理によって、磁気感知素子を介する磁束が増加するとともに、閾値に達した場合にスイッチング装置の状態が変化する。このことは、スイッチング装置の状態が磁場の大きさに関連することを示唆する。ＤＣ電流がインダクタＥＭ１またはＥＭ２を通ると、磁束が誘導され、対応する磁気感知素子ＭＳＥ１またはＭＳＥ２によって測定可能となる。

【0031】

一実施形態において、スイッチング装置は、プッシュ・ボタンのようなボタンまたはセレクタの一部である。全ての場合において、操作者がボタンに行う動作（ボタンのプッシュまたは回転）が、磁気感知素子へのヘッダおよび磁石の移動をもたらす。

【0032】

図２を参照すると、スイッチング装置におけるクロス入力監視手順が、例えば先に第２のチャネルＣＨ２、次いで第１のチャネルＣＨ１をテストすることによる、一実施形態に従って、記載される。

【0033】

第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、第２のチャネルＣＨ２がテストされることを、通信バスを介して第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２に知らせる。第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、生じるテストを承認し、刺激信号を待つ。

【0034】

第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、磁場Ｂ２を生成する第２のインダクタＥＭ２に刺激信号Ｓ２を送信する。

【0035】

第２の磁気感知素子ＭＳＥ２は、磁場Ｂ２の値を読み取り、応答Ｏ２であって、第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２によって読み取られることができる応答Ｏ２を生成する。

【0036】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、通信バスを介して第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１に磁場Ｂ２の値を送信する。

【0037】

第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、送信された刺激信号と磁場Ｂ２の値との一致を確認する。刺激信号を生成すると、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、第２のインダクタによって生成される磁場の一組の規定値を推定する。第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、第２のインダクタの特性に依存する電気信号を規定する。したがって、電気信号が、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１によって生成されると、電気信号は第２のインダクタのための刺激信号として作用することになり、第２のインダクタは、この電気信号を、該第２のインダクタの特性に従って特定の挙動を有する磁場に変換する。

【0038】

冗長な同様のやり方で、第１のチャネルＣＨ１は、第２のチャネルのように前もってテストされる必要がある。

【0039】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、第１のチャネルＣＨ１がテストされることを、通信バスを介して第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１に知らせる。第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、生じるテストを承認し、刺激信号を待つ。

【0040】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、磁場Ｂ１を生成する第１のインダクタＥＭ１に刺激信号Ｓ１を送信する。

【0041】

第１の磁気感知素子ＭＳＥ１は、磁場Ｂ１の値を読み取り、応答Ｏ１であって、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１によって読み取られることができる応答Ｏ１を生成する。

【0042】

第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、通信バスを介して第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２に磁場Ｂ１の値を送信する。

【0043】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、送信された刺激信号と磁場Ｂ１の値との一致を確認する。

【0044】

クロス入力監視手順後、各入力の状態検索が独立して各チャネルによって行われる。双方の検索が行われると、スイッチング装置の状態を判定するために投票処理が行われる。投票処理中、双方のマイクロコントローラは、スイッチング装置の状態の情報、クロス入力監視の結果および全ての内部診断を交換し合う。結果が全て一致している場合、スイッチング装置の検索された状態が制御システムに送信される。クロス入力監視結果のいずれかが不具合である場合、欠陥チャネルを記載する診断が出され、スイッチング装置が故障状態に設定される。

【0045】

一実施形態において、刺激信号は、二つの異なる手法、すなわち静的手法または動的手法を用いて設定されることができる。静的手法では、定常磁場が、インダクタによって誘導され、次いで、磁気感知素子によって連続的に感知されることができる。静的手法では、磁石による磁場とインダクタによる磁場とを識別することは、それら磁場が双方とも静的であるため困難であろう。動的手法では、センサが位置測定とかち合うことなく診断されることができる。例えば、動的刺激信号は、閾値の代わりに周波数がマイクロコントローラによって検出される発振信号であるものとすることができる。これにより、マイクロコントローラがインダクタの磁場を磁石の磁場と自然に区別することが可能となる。

【0046】

前述したようにクロス入力監視の刺激信号を作動させる二つの実施形態がある。

【0047】

第１の実施形態において、マイクロコントローラは、完全なクロス入力監視を行うために、スイッチング装置のサイクル時間中にタイム・ウィンドウを開く。このモードでは、監視の完全なプロセスが開始から終了まで起動される。これは、スイッチング装置状態の二つの読み取り間で刺激信号が印加および除去されることを示唆する。監視手順は、スイッチング装置の状態を受信する意図されたサイクル時間よりもはるかに速くなければならないものとする。

【0048】

第２の実施形態において、マイクロコントローラは、スイッチング装置の多くのサイクル時間にわたって刺激信号を設定する。このことは、刺激信号がスイッチング装置状態の読み取りを妨害してはならないことを示唆する。この手法を用いると、磁気センサの読み取りに磁場オフセットが設定され、これはマイクロコントローラによって確認されることができる。この手法は、監視システムの応答時間がスイッチング装置サイクル時間を上回るかまたはそれと同等である場合に適する。

【0049】

図３を参照すると、本発明の一実施形態によるスイッチング装置の磁気監視素子を監視する方法が、ステップＳ１～Ｓ５を備える。

【0050】

ステップＳ１において、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１が、磁場Ｂ２を生成する第２のインダクタＥＭ２に刺激信号Ｓ２を送信する。

【0051】

第２のインダクタＥＭ２の近くにあるとともに該インダクタと位置合わせされる第２の磁気感知素子ＭＳＥ２が、磁場Ｂ２の一組の値を検索し、磁場Ｂ２の一組の値を含む応答Ｏ２を生成する。

【0052】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、応答を読み取り、この応答を第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１に送信する。

【0053】

ステップＳ２において、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１は、刺激信号Ｓ２と磁場Ｂ２の一組の値との一致を確認する。一致が正しい場合、磁場Ｂ２の読み取りは信頼性があると断言される。

【0054】

ステップＳ３において、第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２が、磁場Ｂ１を生成する第１のインダクタＥＭ１に刺激信号Ｓ１を送信する。

【0055】

第１のインダクタＥＭ１の近くにあるとともに該インダクタと位置合わせされる第１の磁気感知素子ＭＳＥ１が、磁場Ｂ１の一組の値を検索し、磁場Ｂ１の一組の値を含む応答Ｏ１を生成する。

【0056】

第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、応答を読み取り、この応答を第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１に送信する。

【0057】

ステップＳ４において、第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、刺激信号Ｓ１と磁場Ｂ１の一組の値との一致を確認する。一致が正しい場合、磁場Ｂ１の読み取りは信頼性があると断言される。

【0058】

ステップＳ１～Ｓ２およびＳ３～Ｓ４は、順序を逆にされることができるか、または実質的に並行して行われることができる。

【0059】

刺激信号Ｓ１、Ｓ２が、静磁場に対応する場合、定められた磁気感知素子によって生成される応答の一組の値は定常値に対応する。刺激信号Ｓ１、Ｓ２が動磁場に対応する場合、定められた磁気感知素子によって生成される応答の一組の値は、発振信号のような変動値に対応する。

【0060】

ステップＳ５において、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１および第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２は、各チャネルの状態の「投票処理」を実行してスイッチング装置の状態を報告する。各チャネルの読み取りが、信頼性があると断言されると、スイッチング装置の状態は動作可能であるものとして報告される。チャネル・テスト中に不一致が見つかると、スイッチング装置は故障しているものと報告される。

【0061】

一実施形態において、不一致が見つかると、第１のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ１および第２のマイクロコントローラ・ユニットＭＣＵ２のうちの一方が診断ルーチンを出す。

【0062】

本発明は、特定の実施形態に関して上記に記載されてきたが、本明細書に記載の特定の形態に限定されることは意図されない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、上記の特定の実施形態以外の他の実施形態もまた、添付の特許請求の範囲内で考えられる。

【0063】

さらに、例示的な実施形態が構成部材および／または機能の幾つかの例示的な組み合わせで上記に記載されてきたが、本開示の範囲から逸脱することなく部材および／または機能の種々の組み合わせによって代替的な実施形態が提供されることができることを理解されたい。さらに、別個にまたは実施形態の一部として記載された特定の特徴部は、他の別個に記載された特徴部と組み合わせられることができるか、または他の実施形態の一部であるものとすることができる。

【符号の説明】

【0064】

ＳＤ スイッチング装置
ＨＤ ヘッダ
ＰＣＢ プリント回路基板
Ｃ１ 第１の磁石
Ｃ２ 第２の磁石
ＭＳＥ１ 第１の磁気感知素子
ＭＳＥ２ 第２の磁気感知素子
ＥＭ１ 第１のインダクタ
ＥＭ２ 第２のインダクタ
ＭＣＵ１ 第１のマイクロコントローラ・ユニット
ＭＣＵ２ 第２のマイクロコントローラ・ユニット
ＣＨ１ 第１のチャネル
ＣＨ２ 第２のチャネル
Ｓ１、Ｓ２ 刺激信号
Ｂ１、Ｂ２ 磁場
Ｏ１、Ｏ２ 応答

【図1】

【図2】

【図3】

【外国語明細書】