特許 7542982 故障検出回路および検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-23

(45)【発行日】2024-09-02

(54)【発明の名称】故障検出回路および検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/52 20200101AFI20240826BHJP

   G01R 31/54 20200101ALI20240826BHJP

   G01R 31/58 20200101ALI20240826BHJP

   G01R 31/66 20200101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

G01R31/52

G01R31/54

G01R31/58

G01R31/66

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020070474

(22)【出願日】2020-04-09

(65)【公開番号】P2021167740

(43)【公開日】2021-10-21

【審査請求日】2023-03-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 康介

【審査官】田口 孝明

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－２５９８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１５３０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１９１８８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１６／１３６６００（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－０１９９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２４９７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０５０１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２８８９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１８１１５５２９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０４８８０１４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０２０７６６５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２０２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５５１２８９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２１７９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１８３１６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

ＩＰＣ Ｇ０１Ｒ ３１／５０－３１／７４、

３１／００－３１／０１、

３１／２４－３１／２５、

３１／４０－３１／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサに接続されたセンサ信号線と、
電源電圧と前記センサ信号線との間に接続されたプルアップ抵抗と、
非反転入力端子に前記センサ信号線が接続され、反転入力端子に所定の上限閾値電圧が入力される第１の比較器と、
反転入力端子に前記センサ信号線が接続され、非反転入力端子に所定の下限閾値電圧が入力される第２の比較器と
を備え、
前記第１の比較器の出力端子から、前記センサの接続に関する故障の有無を表す第１の故障判定結果信号を出力し、
前記第２の比較器の出力端子から、前記センサの接続に関する故障の有無を表す第２の故障判定結果信号を出力し、
前記プルアップ抵抗は、
前記センサの接続に関する故障が発生した場合、前記センサ信号線の電位を前記上限閾値電圧よりも高める
ことを特徴とする故障検出回路。

【請求項2】

前記センサの断線故障が発生した場合、前記センサの接続に関する故障が有ることを示す前記第１の故障判定結果信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の故障検出回路。

【請求項3】

前記センサの短絡故障が発生した場合、前記センサの接続に関する故障が有ることを示す前記第２の故障判定結果信号を出力する
ことを特徴とする請求項２に記載の故障検出回路。

【請求項4】

前記センサに接続された複数の入力端子のうちのいずれか一つを前記センサ信号線に接続させる選択手段
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の故障検出回路。

【請求項5】

１つのセンサに対して２つの入力端子を有し、
前記２つの入力端子に対する、差動型の前記センサの２本の出力信号線の接続と、前記２つの入力端子のうちの一方の入力端子に対する、シングルエンド型の前記センサの１本の出力信号線の接続とが可能である
ことを特徴とする請求項４に記載の故障検出回路。

【請求項6】

前記選択手段によって、前記２つの入力端子のうちの他方の入力端子が内部で接地電位に接続された場合、故障があることを示す前記第２の故障判定結果信号を、故障が無いことを示す前記第２の故障判定結果信号にマスクするマスク手段
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の故障検出回路。

【請求項7】

センサと、
前記センサの出力信号に対する所定の処理を行う信号処理回路と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の故障検出回路と
を備えたことを特徴とする検出システム。

【請求項8】

前記信号処理回路が前記所定の処理を行う際に、前記故障検出回路を前記センサ信号線から切断し、前記信号処理回路が前記所定の処理を行わない際に、前記故障検出回路を前記センサ信号線に接続する、切り替え手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項７に記載の検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、故障検出回路および検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、検出対象である物理量に応じて中間電圧が変化するブリッジ回路の出力端子の断線を検出する断線検出回路が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１２－００８０１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１の技術は、出力端子が断線した場合に出力端子の電位が抵抗によってグランド電位（すなわち、基準電位以下）になるよう構成されているため、出力端子がグラウンドに短絡した場合との、故障の切り分けが困難になる。すなわち、特許文献１の技術は、センサの接続に関する多様な故障検出を行うように構成することが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態に係る故障検出回路は、センサに接続されたセンサ信号線と、電源電圧とセンサ信号線との間に接続されたプルアップ抵抗と、非反転入力端子にセンサ信号線が接続され、反転入力端子に所定の上限閾値電圧が入力される第１の比較器とを備え、第１の比較器の出力端子から、センサの接続に関する故障の有無を表す第１の故障判定結果信号を出力する。

【発明の効果】

【0006】

一実施形態に係る故障検出回路によれば、センサの接続に関する多様な故障検出を行うように構成することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る検出システムの構成を示す図

【図2】一実施形態に係る信号処理回路および故障検出回路の回路構成を示す図

【図3】一実施形態に係る故障検出回路による検出可能な断線故障個所を示す図

【図4】一実施形態に係る故障検出回路による検出可能な短絡故障個所を示す図

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、一実施形態について説明する。

【0009】

（検出システム１０の構成）
図１は、一実施形態に係る検出システム１０の構成を示す図である。図１に示す検出システム１０は、第１のセンサ１２および第２のセンサ１４を用いて、異なる２種類の検出対象を検出することが可能なシステムである。図１に示すように、第１のセンサ１２、第２のセンサ１４、および信号処理回路２０を備える。

【0010】

第１のセンサ１２は、検出結果を表す差動信号を、第１の検出信号として出力する差動型のセンサである。第１のセンサ１２は、２本の出力信号線１２Ａ，１２Ｂによって、信号処理回路２０に接続されている。第１のセンサ１２は、２本の出力信号線１２Ａ，１２Ｂを介して、信号処理回路２０へ検出結果を表す第１の検出信号（差動信号）を出力する。

【0011】

第２のセンサ１４は、検出結果を表すシングルエンド信号を、第２の検出信号として出力するシングルエンド型のセンサである。第２のセンサ１４は、１本の出力信号線１４Ａによって、信号処理回路２０に接続されている。第２のセンサ１４は、１本の出力信号線１４Ａを介して、信号処理回路２０へ検出結果を表す第２の検出信号（シングルエンド信号）を出力する。

【0012】

信号処理回路２０は、アナログ信号を出力する第１のセンサ１２および第２のセンサ１４と、デジタル信号処理を行う外部装置６０とを接続する回路（いわゆるＡＦＥ（Analog Front End））である。図１に示すように、信号処理回路２０は、マルチプレクサ（ＭＵＸ）２２、Ａ－Ｄコンバータ（ＡＤＣ）２４、および故障検出回路３０を備える。

【0013】

マルチプレクサ２２の入力端子は、第１のセンサ１２に繋がる２本の出力信号線１２Ａ，１２Ｂと、第２のセンサ１４に繋がる１本の出力信号線１４Ａとに接続されている。マルチプレクサ２２の出力端子は、Ａ－Ｄコンバータ２４に繋がる２本の信号線２３Ａ，２３Ｂに接続されている。マルチプレクサ２２は、第１のセンサ１２から出力された第１の検出信号（差動信号）と、第２のセンサ１４から出力された第２の検出信号（シングルエンド信号）とを、選択的に切り替えてＡ－Ｄコンバータ２４へ出力する。

【0014】

Ａ－Ｄコンバータ２４の入力端子は、マルチプレクサ２２に繋がる２本の信号線２３Ａ，２３Ｂに接続されている。Ａ－Ｄコンバータ２４の出力端子は、外部装置６０に繋がる出力信号線２５に接続されている。Ａ－Ｄコンバータ２４はマルチプレクサ２２から出力された第１の検出信号（差動信号）および第２の検出信号（シングルエンド信号）を、アナログ信号からデジタル信号に変換して、外部装置６０へ出力する。なお、外部装置６０としては、マイコンを用いることを想定しているが、これに限らず、検出システム１０の利用目的に応じて、デジタル信号処理を行う各種処理装置（例えば、ＩＣ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、サーバ等）が用いられてもよい。

【0015】

故障検出回路３０は、第１のセンサ１２および第２のセンサ１４の接続に関する故障を検出する。故障検出回路３０は、Ａ－Ｄコンバータ２４に繋がる２本の信号線２３Ａ，２３Ｂに対し、２つのスイッチ２６Ａ，２６Ｂ（「切り替え手段」の一例）を介して接続されている。

【0016】

故障検出回路３０は、故障検出を行うときに、２つのスイッチ２６Ａ，２６Ｂがいずれもオン状態に切り替えられることにより、２本の信号線２３Ａ，２３Ｂに接続される。

【0017】

一方、故障検出回路３０は、故障検出を行わないとき（すなわち、信号処理回路２０を通常使用するとき）、２つのスイッチ２６Ａ，２６Ｂがいずれもオフ状態に切り替えられることにより、２本の信号線２３Ａ，２３Ｂから切断される。

【0018】

（信号処理回路２０および故障検出回路３０の回路構成）
図２は、一実施形態に係る信号処理回路２０および故障検出回路３０の回路構成を示す図である。図２に示すように、信号処理回路２０は、電源電圧端子ＶＤＤ、４つの入力端子ＩＮＰ１，ＩＮＭ１，ＩＮＰ２，ＩＮＭ２、入力端子ＥＮ＿ＭＡＳＫ、第１のマルチプレクサ３１、故障検出回路３０、および２つの出力端子ＯＵＴ＿Ｈ，ＯＵＴ＿Ｌを備える。

【0019】

故障検出回路３０は、第２のマルチプレクサ３２、センサ信号線３３、プルアップ抵抗Ｒ１、第１の比較器３４、第２の比較器３５、およびＡＮＤ回路３７を備える。

【0020】

なお、図２に示すように、第１のセンサ１２は、ブリッジ回路を構成する４つの抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５を有する。第１のセンサ１２において、抵抗Ｒ２および抵抗Ｒ４は、電源電圧端子ＶＤＤとグラウンドとの間で、互いに直列に接続されている。第１のセンサ１２において、出力信号線１２Ａは、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ４との間に接続されている。また、第１のセンサ１２において、抵抗Ｒ３および抵抗Ｒ５は、電源電圧端子ＶＤＤとグラウンドとの間で、互いに直列に接続されている。第１のセンサ１２において、出力信号線１２Ｂは、抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ５との間に接続されている。

【0021】

また、図２に示すように、第２のセンサ１４は、互いに直列に接続された２つの抵抗Ｒ６，Ｒ７を有する。第２のセンサ１４において、出力信号線１４Ａは、抵抗Ｒ６と抵抗Ｒ７との間に接続されている。抵抗Ｒ６は、一端が電源電圧端子ＶＤＤに接続されており、他端が抵抗Ｒ７に接続されている。抵抗Ｒ７は、一端が抵抗Ｒ６に接続されており、他端がグラウンドに接続されている。

【0022】

第１のマルチプレクサ３１の入力端子は、入力端子ＩＮＰ１，ＩＮＭ１を介して、第１のセンサ１２に繋がる２本の出力信号線１２Ａ，１２Ｂに接続されている。また、第１のマルチプレクサ３１の入力端子は、入力端子ＩＮＰ２を介して、第２のセンサ１４に繋がる１本の出力信号線１４Ａに接続されている。また、第１のマルチプレクサ３１の入力端子は、予備に設けられた入力端子ＩＮＭ２に接続されている。第１のマルチプレクサ３１は、故障判定対象として出力する信号を、第１のセンサ１２に繋がる２本の出力信号線１２Ａ，１２Ｂから供給される第１の検出信号（差動信号）と、第２のセンサ１４に繋がる１本の出力信号線１４Ａから供給される第２の検出信号（シングルエンド信号）とのいずれかに、選択的に切り替える。なお、図２に示す信号処理回路２０において、第１のマルチプレクサ３１は、図１に示すマルチプレクサ２２に相当する。また、図２に示す信号処理回路２０において、２本の出力信号線３１Ａ，３１Ｂは、図１に示す２本の信号線２３Ａ，２３Ｂに相当する。

【0023】

なお、本実施形態の検出システム１０は、第２のセンサ１４の代わりに、差動型の他のセンサを用いることも可能である。この場合、本実施形態の検出システム１０は、入力端子ＩＮＰ２，ＩＮＭ２に、他のセンサに繋がる２本の出力信号線を接続し、当該２本の出力信号線を介して、他のセンサから故障検出回路３０に検出信号（差動信号）が入力されるようにすることも可能である。

【0024】

第２のマルチプレクサ３２の入力端子は、第１のマルチプレクサ３１の出力端子に繋がる２本の出力信号線３１Ａ，３１Ｂに接続されている。第２のマルチプレクサ３２の出力端子は、センサ信号線３３に接続されている。第２のマルチプレクサ３２は、故障判定対象として出力する信号を、出力信号線３１Ａから供給される信号と、出力信号線３１Ｂから供給される信号とのいずれかに、選択的に切り替える。

【0025】

故障検出回路３０は、第１のマルチプレクサ３１および第２のマルチプレクサ３２を制御することによって、センサ信号線３３に供給される故障判定対象の信号を、４つの入力端子ＩＮＰ１，ＩＮＭ１，ＩＮＰ２，ＩＮＭ２から入力される４つの信号のいずれかに選択的に切り替えることができる。すなわち、第１のマルチプレクサ３１および第２のマルチプレクサ３２は、「センサに接続された複数の入力端子のうちのいずれか一つをセンサ信号線に接続させる選択手段」の一例である。

【0026】

例えば、第１のマルチプレクサ３１の出力が第１の検出信号（差動信号）に切り替えられ、且つ、第２のマルチプレクサ３２の出力が出力信号線３１Ａから供給される信号に切り替えられた場合、センサ信号線３３には、第１の検出信号（差動信号）のうちの一方の信号が供給される。

【0027】

また、例えば、第１のマルチプレクサ３１の出力が第１の検出信号（差動信号）に切り替えられ、且つ、第２のマルチプレクサ３２の出力が出力信号線３１Ａから供給される信号に切り替えられた場合、センサ信号線３３には、第１の検出信号（差動信号）のうちの他方の信号が供給される。

【0028】

また、例えば、第１のマルチプレクサ３１の出力が第２の検出信号（シングルエンド信号）に切り替えられ、且つ、第２のマルチプレクサ３２の出力が出力信号線３１Ａから供給される信号に切り替えられた場合、センサ信号線３３には、第２の検出信号（シングルエンド信号）が供給される。

【0029】

また、例えば、第１のマルチプレクサ３１の出力が第２の検出信号（シングルエンド信号）に切り替えられ、且つ、第２のマルチプレクサ３２の出力が出力信号線３１Ｂから供給される信号に切り替えられた場合、センサ信号線３３には、予備の入力端子ＩＮＭ２から入力される予備の信号が供給される。

【0030】

センサ信号線３３は、上記のとおり、４つの入力端子ＩＮＰ１，ＩＮＭ１，ＩＮＰ２，ＩＮＭ２から入力される４つの信号のいずれかが、故障判定対象の信号として供給される。センサ信号線３３の出力側は、第１の比較器３４の非反転端子（＋）と、第２の比較器３５の反転端子（－）とに接続されている。

【0031】

プルアップ抵抗Ｒ１は、電源電圧端子ＶＤＤと、センサ信号線３３との間に接続されている。プルアップ抵抗Ｒ１は、断線故障の発生時に、センサ信号線３３の電位を高電位（所定の上限電圧閾値よりも高い電位）にプルアップする。なお、プルアップ抵抗Ｒ１は、第１のマルチプレクサ３１および第２のマルチプレクサ３２の接続に関する故障が発生した場合、センサ信号線３３の電位を上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも高めることができるように、且つ、第１のマルチプレクサ３１および第２のマルチプレクサ３２の接続に関する故障が発生していない場合には、センサ信号線３３の電位に殆ど影響を及ぼさないように、抵抗Ｒ２～Ｒ７よりも十分に高い抵抗値（例えば、１０倍以上）を有するものが用いられる。

【0032】

第１の比較器３４の非反転端子（＋）は、センサ信号線３３に接続されている。第１の比較器３４の反転端子（－）は、所定の上限閾値電圧ＶＲＥＦＨが入力される。第１の比較器３４の出力端子は、出力端子ＯＵＴ＿Ｈに接続されている。なお、上限閾値電圧ＶＲＥＦＨは、所定の正常電圧範囲よりも高い電圧値である。

【0033】

第１の比較器３４は、非反転端子（＋）から入力される故障判定対象の信号の電圧値が、反転端子（－）から入力される上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも高い場合、第１のセンサ１２または第２のセンサ１４の接続に関する故障が有ることを表す、Ｈｉレベルの第１の故障判定結果信号を出力する。

【0034】

一方、第１の比較器３４は、非反転端子（＋）から入力される故障判定対象の信号の電圧値が、反転端子（－）から入力される上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも低い場合、第１のセンサ１２または第２のセンサ１４の接続に関する故障が無いことを表す、Ｌｏｗレベルの第１の故障判定結果信号を出力する。

【0035】

第２の比較器３５の反転端子（－）は、センサ信号線３３に接続されている。第２の比較器３５の非反転端子（＋）は、所定の下限閾値電圧ＶＲＥＦＬが入力される。第２の比較器３５の出力端子は、ＡＮＤ回路３７を介して、出力端子ＯＵＴ＿Ｌに接続されている。なお、下限閾値電圧ＶＲＥＦＬは、所定の正常電圧範囲よりも低い電圧値である。

【0036】

第２の比較器３５は、反転端子（－）から入力される故障判定対象の信号の電圧値が、非反転端子（＋）から入力される下限閾値電圧ＶＲＥＦＬよりも低い場合、第１のセンサ１２または第２のセンサ１４の接続に関する故障が有ることを表す、Ｈｉレベルの第２の故障判定結果信号を出力する。

【0037】

一方、第２の比較器３５は、反転端子（－）から入力される故障判定対象の信号の電圧値が、非反転端子（＋）から入力される下限閾値電圧ＶＲＥＦＬよりも高い場合、第１のセンサ１２または第２のセンサ１４の接続に関する故障が無いことを表す、Ｌｏｗレベルの第２の故障判定結果信号を出力する。

【0038】

これにより、故障検出回路３０は、故障判定対象の信号が、所定の正常電圧範囲外である場合、第１の比較器３４または第２の比較器３５から、Ｈｉレベルの信号（第１の故障判定結果信号または第２の故障判定結果信号）を出力することによって、当該故障判定対象の信号の出力元のセンサ（第１のセンサ１２または第２のセンサ１４）の接続に関する故障が有ることを、外部（例えば、図１に示す外部装置６０）に通知することができる。

【0039】

なお、故障検出回路３０が検出可能な、"センサの接続に関する故障"は、断線故障（すなわち、オープン故障）および短絡故障（すなわち、ショート故障）である。

【0040】

（故障検出回路による断線故障の検出）
図３は、一実施形態に係る故障検出回路３０による検出可能な断線故障個所を示す図である。

【0041】

図３において、塗りつぶされた記号「×」で示された故障個所Ｆ１～Ｆ１０は、故障検出回路３０による断線故障の検出可能な個所であり、断線故障の発生時に、センサ信号線３３の電圧値がプルアップ抵抗Ｒ１によって上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも高い高電位にプルアップされるため、出力端子ＯＵＴ＿ＨからＨｉレベルの第１の故障判定結果信号が出力される個所である。

【0042】

故障個所Ｆ１：第１のセンサ１２の出力信号線１２Ａ
故障個所Ｆ２：第１のセンサ１２の出力信号線１２Ｂ
故障個所Ｆ３：第２のセンサ１４の出力信号線１４Ａ
故障個所Ｆ４：第１のセンサ１２における抵抗Ｒ４とグラウンドとの間
故障個所Ｆ５：第１のセンサ１２における抵抗Ｒ５とグラウンドとの間
故障個所Ｆ６：第２のセンサ１４における抵抗Ｒ７とグラウンドとの間
故障個所Ｆ７：スイッチ３６と第１のマルチプレクサ３１との間
故障個所Ｆ８：第１のマルチプレクサ３１の出力信号線３１Ａ
故障個所Ｆ９：第１のマルチプレクサ３１の出力信号線３１Ｂ
故障個所Ｆ１０：センサ信号線３３（プルアップ抵抗Ｒ１の接続点よりも前段の部分）

【0043】

例えば、出力信号線１２Ａ上の故障個所Ｆ１において断線故障が発生すると、当該出力信号線１２Ａをセンサ信号線３３に接続したときに、センサ信号線３３の電位が、プルアップ抵抗Ｒ１によって、上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも高い高電位にプルアップされる。これにより、第１の比較器３４の非反転端子（＋）には、上限閾値電圧ＶＲＥＦＨよりも高い電圧が入力される。その結果、第１の比較器３４は、出力信号線１２Ａ上に断線故障があることを表す、Ｈｉレベルの第１の故障判定結果信号を出力する。

【0044】

また、図３において、塗りつぶされていない記号「×」で示された故障個所Ｆ１１，Ｆ１２は、故障検出回路３０による断線故障の検出可能な個所であり、断線故障の発生時に、センサ信号線３３の電圧値が下限閾値電圧ＶＲＥＦＬよりも低い「０Ｖ」となるため、出力端子ＯＵＴ＿ＬからＨｉレベルの第２の故障判定結果信号が出力される個所である。

【0045】

故障個所Ｆ１１：第１のセンサ１２における抵抗Ｒ２と電源電圧ＶＤＤとの間
故障個所Ｆ１２：第１のセンサ１２における抵抗Ｒ３と電源電圧ＶＤＤとの間

【0046】

例えば、抵抗Ｒ２と電源電圧ＶＤＤとの間の故障個所Ｆ１１において断線故障が発生すると、第１のセンサ１２への電源電圧ＶＤＤの供給が途絶えるが、故障検出回路３０への電源電圧ＶＤＤの供給は途絶えないため、故障個所Ｆ１１の断線時のセンサ信号線３３の電圧Ｖ＿Ｆ１１は、次式によって表すことが可能である。

【0047】

Ｖ＿Ｆ１１＝ＶＤＤ＊Ｒ５／（Ｒ１＋Ｒ５）
ここで、上述したとおり、本実施形態では、プルアップ抵抗Ｒ１として、抵抗Ｒ５よりも例えば、１０倍以上高い抵抗値を有するものを用いている。このため、上式により、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値を十分に高い抵抗値とした場合に、センサ信号線３３の電圧Ｖ＿Ｆ１１は、略０Ｖとなる。これにより、第２の比較器３５の反転端子（－）には、下限閾値電圧ＶＲＥＦＬよりも低い電圧「０Ｖ」が入力される。その結果、第２の比較器３５は、抵抗Ｒ２と電源電圧ＶＤＤとの間に断線故障があることを表す、Ｈｉレベルの第２の故障判定結果信号を出力する。

【0048】

なお、故障検出回路３０は、上限閾値電圧ＶＲＥＦＨおよび下限閾値電圧ＶＲＥＦＬを、レジスタ等の設定によって任意に調整することで、故障検出可能な電圧範囲を任意に設定可能である。これにより、故障検出回路３０は、故障個所の判別の細分化を行うことも可能である。

【0049】

（故障検出回路による短絡故障の検出）
図４は、一実施形態に係る故障検出回路３０による検出可能な短絡故障個所を示す図である。

【0050】

図４において、塗りつぶされた記号「×」で示された故障個所Ｆ２１，Ｆ２２は、故障検出回路３０による短絡故障の検出可能な個所であり、電源電圧ＶＤＤとの短絡故障の発生時に、出力端子ＯＵＴ＿ＨからＨｉレベルの第１の故障判定結果信号が出力され、グラウンドとの短絡故障の発生時に、出力端子ＯＵＴ＿ＬからＨｉレベルの第２の故障判定結果信号が出力される個所である。

【0051】

故障個所Ｆ２１：第１のセンサ１２の出力信号線１２Ａ
故障個所Ｆ２２：第１のセンサ１２の出力信号線１２Ｂ

【0052】

また、図４において、塗りつぶされていない記号「×」で示された故障個所Ｆ２３は、故障検出回路３０による電源電圧ＶＤＤとの短絡故障の検出可能な個所であり、電源電圧ＶＤＤとの短絡故障の発生時に、出力端子ＯＵＴ＿ＨからＨｉレベルの第１の故障判定結果信号が出力される個所である。

【0053】

故障個所Ｆ２３：第２のセンサ１４の出力信号線１４Ａ

【0054】

なお、図２～図４に示すように、ＩＮＰ２，ＩＮＭ２にシングルエンド型のセンサを接続した場合には、入力端子ＩＮＭ２が非接続状態となる。この場合、第１のマルチプレクサ３１の入力とグラウンドとの間に設けられたスイッチ３６をオン状態に切り替えることにより、第１のマルチプレクサ３１の入力をグラウンドに短絡することができる。但し、この場合、第１のマルチプレクサ３１の入力電圧は「０Ｖ」となり、入力端子ＩＮＭ２を故障判定対象とした場合には、第２の比較器３５から、Ｈｉレベルの第２の故障判定結果信号が出力されてしまう。すなわち、「故障」と誤判定されてしまう。そこで、この場合、故障検出回路３０は、ＡＮＤ回路３７の一方の入力端子に対し、第２の比較器３５から第２の故障判定結果信号を入力し、ＡＮＤ回路３７の他方の入力端子に対し、入力端子ＥＮ＿ＭＡＳＫから入力されたＨｉレベルのマスク信号の反転信号を入力することで、ＡＮＤ回路３７から出力端子ＯＵＴ＿Ｌへ、Ｌｏｗレベルの第２の故障判定結果信号が出力されるようにマスクすることができる。

【0055】

以上説明したように、一実施形態に係る故障検出回路３０は、センサに接続されたセンサ信号線３３と、電源電圧端子ＶＤＤとセンサ信号線３３との間に接続されたプルアップ抵抗Ｒ１と、非反転入力端子にセンサ信号線３３が接続され、反転入力端子に所定の上限閾値電圧ＶＲＥＦＨが入力される第１の比較器３４とを備え、第１の比較器３４の出力端子から、センサの接続に関する故障の有無を表す第１の故障判定結果信号を出力する。

【0056】

これにより、一実施形態に係る故障検出回路３０は、センサの接続に関する故障が生じた場合に、センサ信号線３３の電位をプルアップ抵抗Ｒ１によってプルアップして、第１の比較器３４の出力端子から、センサの接続に関する故障が有ることを表す第１の故障判定結果信号を出力することができる。

【0057】

また、一実施形態に係る故障検出回路３０は、反転入力端子にセンサ信号線３３が接続され、非反転入力端子に所定の下限閾値電圧ＶＲＥＦＬが入力される第２の比較器３５をさらに備え、第２の比較器３５の出力端子から、センサの接続に関する故障の有無を表す第２の故障判定結果信号を出力する。

【0058】

これにより、一実施形態に係る故障検出回路３０は、センサの接続に関する故障が生じたことによって、センサ信号線３３の電位が正常電圧範囲よりも下回った場合、第２の比較器３５の出力端子から、センサの接続に関する故障が有ることを表す第２の故障判定結果信号を出力することができる。

【0059】

また、一実施形態に係る故障検出回路３０は、センサに接続された複数の入力端子のうちのいずれか一つをセンサ信号線３３に接続させる第１のマルチプレクサ３１および第２のマルチプレクサ３２をさらに備える。

【0060】

これにより、一実施形態に係る故障検出回路３０は、複数の入力端子に接続される複数の信号線の各々について、センサの接続に関する故障の有無を判定することができる。

【0061】

また、一実施形態に係る故障検出回路３０は、１つのセンサに対して２つの入力端子を有し、２つの入力端子に対する、差動型のセンサの２本の出力信号線の接続と、２つの入力端子のうちのいずれか１つの入力端子に対する、シングルエンド型のセンサの１本の出力信号線の接続とが可能である。

【0062】

これにより、一実施形態に係る故障検出回路３０は、差動型のセンサおよびシングルエンド型のセンサの各々について、センサの接続に関する故障の有無を判定することができる。

【0063】

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

【0064】

例えば、一実施形態では、故障検出回路３０によって２つのセンサ１２，１４の接続に関する故障を検出する構成としているが、これに限らず、一実施形態の構成を変形して、３つ以上のセンサの接続に関する故障を検出する構成とすることも可能である。

【0065】

また、例えば、一実施形態では、比較器３４による故障の検出と、比較器３５による故障の検出との双方を行うことが可能な構成としているが、これに限らず、例えば、一実施形態の構成を変形して、比較器３５を設けずに、比較器３４による故障の検出のみを行うことが可能な構成としてもよい。

【符号の説明】

【0066】

１０ 検出システム
１２ 第１のセンサ
１２Ａ，１２Ｂ 出力信号線
１４ 第２のセンサ
１４Ａ 出力信号線
２０ 信号処理回路
２２ マルチプレクサ
２３Ａ，２３Ｂ 信号線
２４ Ａ－Ｄコンバータ
２６Ａ，２６Ｂ スイッチ（切り替え手段）
３０ 故障検出回路
３１ 第１のマルチプレクサ（選択手段）
３２ 第２のマルチプレクサ（選択手段）
３３ センサ信号線
３４ 第１の比較器
３５ 第２の比較器
３６ スイッチ
３７ ＡＮＤ回路（マスク手段）
６０ 外部装置
Ｒ１ プルアップ抵抗
ＩＮＰ１，ＩＮＭ１，ＩＮＰ２，ＩＮＭ２，ＥＮ＿ＭＡＳＫ 入力端子
ＯＵＴ＿Ｈ，ＯＵＴ＿Ｌ 出力端子
ＶＤＤ 電源電圧端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】