ITTO940764A1 - Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. - Google Patents
Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. Download PDFInfo
- Publication number
- ITTO940764A1 ITTO940764A1 IT94TO000764A ITTO940764A ITTO940764A1 IT TO940764 A1 ITTO940764 A1 IT TO940764A1 IT 94TO000764 A IT94TO000764 A IT 94TO000764A IT TO940764 A ITTO940764 A IT TO940764A IT TO940764 A1 ITTO940764 A1 IT TO940764A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- sensor
- sens
- oscillator
- osc
- riv
- Prior art date
Links
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 230000026683 transduction Effects 0.000 description 2
- 238000010361 transduction Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
- G01R31/282—Testing of electronic circuits specially adapted for particular applications not provided for elsewhere
- G01R31/2829—Testing of circuits in sensor or actuator systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Il sistema impiega un oscillatore (OSC) che in fase di diagnosi si connette tra il sensore (SENS) ed il rivelatore (RIV). La frequenza dell'oscillatore (OSC) dipende dalla capacità presente all'ingresso (IN), se il sensore (SENS) è connesso la frequenza cade dentro la banda del rivelatore (RIV), e pertanto si avrà in uscita un segnale maggiore di una soglia di discriminazione; se il sensore (SENS) è staccato dalla frequenza dell'oscillatore (OSC) sarà talmente alta da cadere fuori dalla banda del rivelatore (RIV) e pertanto si avrà in uscita (OUT) un segnale inferiore alla soglia di discriminazione. Nel caso di un cortocircuito del sensore (SENS) l'oscillatore (OSC) è bloccato il che permette di discriminare anche tale condizione.(Figura 1).
Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo”
DESCRIZIONE
La presente invenzione fa riferimento in generale ad un sistema di diagnosi per un sensore capacitivo. Più specificamente la presente invenzione fa riferimento ad un sistema per la diagnosi di un sensore capacitivo per la rilevazione della detonazione in motori a combustione interna.
Nei motori a combustione interna attualmente in produzione, in particolare nei motori destinati all’impiego automobilistico, si va diffondendo l’impiego di tali sensori di detonazione.
E' sorta quindi la necessità di potere diagnosticare tali sensori. E’ noto nella tecnica di effettuare la diagnosi mediante misura diretta delle impedenze relative al sensore. Tale metodo tuttavia presenta l'inconveniente di aumentare il costo e la complessità del sensore stesso.
Lo scopo della presente Invenzione è quello dì realizzare un sistema di diagnosi che permetta dì risolvere in modo soddisfacente tutti i problemi sopra indicati.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un sistema di diagnosi avente le caratteristiche indicate nelle rivendi-cazioni che seguono la presente descrizione.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente dettagliata descrizione, effettuata con l'ausilio degli annessi disegni, forniti a tìtolo di esempio non limitativo, in cui:
la figura 1 è una rappresentazione schematica a blocchi di un sistema dì diagnosi secondo la presente invenzione,
le figure 2 e 3 sono rappresentazioni schematiche del sistema di figura 1 in due differenti condizioni operative,
le figure 4 e 5 sono diagrammi atti ad illustrare il funzionamento del sistema di figura 1, le figure 6 e 7 sono rappresentazioni circuitali schematiche di porzioni del sistema di figura 1.
Il sistema secondo la presente invenzione è stato sviluppato per diagnosticare lo stato della connessione d’ingresso di un dispositivo per la rilevazione della detonazione (denominata anche knock) , che utilizza un sensore accelerometrico piezoelettrico di tipo capacitivo.
In particolare, il sistema risolve il seguente problema: dato un sistema di rivelazione della detonazione, trovare un metodo che riesca a diagnosticare le seguenti condizioni all'ingresso del dispositivo.
sensore connesso;
sensore sconnesso (cioè, connessione del solo cablaggio di sensore);
sensore in cortocircuito verso la tensione di alimentazione ;
sensore in cortocircuito verso la tensione di massa .
Il sistema utilizza un oscillatore che, nel corso della diagnosi, si connette tra il sensore ed un dispositivo di rivelazione, o rivelatore (si veda in proposito lo schema a blocchi di figura 1). La frequenza di tale oscillatore dipende dalla capacità presente al terminale d'ingresso del sistema stesso. Se il sensore è connesso, la frequenza dell'oscillatore cade dentro la banda del rivelatore, e pertanto si avrà all'uscita del rivelatore un segnale maggiore di una soglia di discriminazione; se il sensore è staccato, la frequenza dell'oscillatore sarà talmente alta da cadere al di fuori della banda del rivelatore, e pertanto si avrà in uscita un segnale inferiore alla soglia di discriminazione, al limite un segnale nullo.
Se sul terminale d'ingresso è presente un cortocircuito verso massa o verso l'alimentazione, l'oscillatore {di tipo digitale) rimane bloccato a livello logico basso o alto rispettivamente, mentre l'uscita del rivelatore sarà in entrambi i casi inferiore alla soglia di discriminazione, al limite nulla .
Il sistema è generale e può essere applicato a dispositivi di rivelazione della detonazione ad uno o a più canali di sintonizzazione. Il sistema verrà ora descritto in maggior dettaglio, nel caso di un dispositivo a due canali.
Il sistema di diagnosi secondo l'invenzione si basa su uno schema a blocchi del tipo rappresentato in figura 1. Il sistema di diagnosi DIAGNOST si interpone tra un sensore SENS ed un circuito rivelato-re RIV durante la fase di diagnosi, che viene attivata mediante un segnale digitale DIA a livello alto.
Il circuito rivelatore RIV comprende un amplificatore di interfaccia INPUT collegato all'ingresso IN del circuito rivelatore RIV. L'uscita dell'amplificatore di interfaccia INPUT è collegata a due canali di sintonizzazione CHA e CHB. Le uscite dei due canali di sintonizzazione CHA, CHB confluiscono in un nodo di somma SUM il quale è a sua volta collegato ad un integratore INT, con tempo di integrazione Tg, la cui uscita è collegata all'uscita OUT del circuito rivelatore RIV. Ognuno dei due canali di sintonizzazione CHA, CHB è a sua volta composto da un filtro passa-banda BPF e da un raddrizzatore a doppia semionda FWR.
Il sistema di diagnosi DIAGNOST è invece costituito dai seguenti blocchi fondamentali:
Blocco di commutazione A: è costituito da 3 interruttori 51, S2, S3. Quando la diagnosi è abilitata tramite il livello alto del segnale DIA, gli interruttori S2 ed S3 sono chiusi mentre SI è aperto; in queste condizioni un oscillatore OSC è connesso tra il sensore SENS ed il circuito rivelatore RIV. Tale situazione è illustrata in figura 2. Durante il funzionamento normale, con il segnale DIA a livello basso, gli interruttori S2 ed S3 sono aperti mentre SI è chiuso, di conseguenza, il sistema di diagnosi DIAGNOST viene disconnesso ed il sensore SENS risulta connesso direttamente all'ingresso INA del circuito rivelatore RIV. Tale situazione è illustrata in figura 3.
Oscillatore OSC, già citato. Emette un segnale periodico la cui frequenza dipende dalla capacità connessa all'uscita di un sottoblocco Bl (ingresso dell'oscillatore OSC). Il sottoblocco B2 rappresenta lo stadio d'uscita dell'oscillatore OSC che produce un segnale ad onda quadra simmetrica di ampiezza Vod L'uscita, tramite un traslatore di livello K, viene connessa all’ingresso del circuito rivelatore RIV.
Traslatore di livello K dell’uscita dell’oscillatore OSC, già citato. Questo circuito non è essenziale per il sistema DIAGNOST, ma viene inserito per completezza, e serve per eccitare lo stadio d'ingresso del circuito rivelatore RIV con un livello compatibile con la dinamica permessa dal sistema. In alternativa i livelli dei segnali possono essere regolati sul rivelatore RIV tramite il segnale DIA e, di conseguenza, il fattore K può essere inglobato in uno stadio d'ingresso INPUT del rivelatore.
Il carico presente ad un ingresso IN del sistema DIAGNOST si suppone formato da una capacità Cc, che rappresenta la connessione del cablaggio ed eventuali capacità parassite sul nodo d'ingresso IN, e dal sensore SENS. Il sensore SENS è schematizzato dal parallelo di una capacità Cs e di una resistenza Rs, e da un generatore di tensione Vs che trasduce l'accelerazione in tensione.
Ai fini della seguente trattazione teorica, volta ad illustrare il funzionamento del sistema di diagnosi DIAGNOST, si presuppongono le seguenti condizioni :
la resistenza di perdita Rs è molto alta, maggiore di IMS, per cui nel seguito si porrà
la diagnosi del sensore SENS viene abilitata quando la tensione di trasduzione Vs è piccola rispetto al segnale dell'oscillatore OSC, per cui nel seguito si porrà Vs = 0:
la capacità del sensore Cs è maggiore della capacità parassita Cc, cioè:
(1) Il sistema DIAGNOST si basa sul fatto che, nella configurazione di diagnosi, il rivelatore RIV funziona sul segnale dell'oscillatore OSC la cui frequenza dipende dalla capacità equivalente presente all'ingresso IN, determinando in uscita un segnale da cui è possibile diagnosticare le condizioni di sensore SENS staccato o connesso, e di cortocircuito, come verrà spiegato nel seguito.
Il segnale periodico che alimenta l'interfaccia d'ingresso INPUT del rivelatore RIV, si veda la figura 2, è un'onda quadra con duty-cycle prefissato (in generale del 50%), con ampiezza tale da sfruttare la massima dinamica a disposizione dell'interfaccia d'ingresso INPUT e degli amplificatori. Il traslatore K fornisce uno stadio di adattamento della tensione d'uscita dell'oscillatore OSC, secondo la relazione:
(2) dove è il valore di tensione picco-picco dell'onda quadra che alimenta lo stadio d'ingresso INPUT del rivelatore è la tensione piccopicco dell'onda quadra all'uscita dell'oscillatore OSC (in genere a livelli logici), e K è la costante di adattamento (attenuazione o amplificazione) del traslatore K.
La frequenza dell'oscillatore OSC è funzione di una capacità presente sull'ingresso IN, secondo la relazione:
dove è una resistenza di calibrazione e è una costante che dipende dal tipo di implementazione dell'oscillatore OSC, come verrà descritto nel seguito .
In base alle condizioni del carico d'ingresso, si possono distinguere i seguenti casi, relativi alla frequenza dell'oscillatore OSC, e alla tensione d'uscita t del sistema:
a) sensore connesso. In questo caso
per cui la frequenza dell'oscillatore OSC assume il valore F„ dato da:
Le costanti si possono scegliere in modo che al variare della capacità del sensore SENS, entro un intervallo stabilito la frequenza stia all'interno della banda utile del rivelatore RIV; in questo caso, la tensione d'uscita del rivelatore RIV, cioè ottenuta dopo una fase di integrazione di durata assume un valore superiore o uguale alla soglia di discrimina¬
la frequenza definita dalla precedente relazione (4)·
b) Sensore staccato. In questo caso per cui la frequenza dell'oscillatore OSC assume un valore dato da:
In questo caso le costanti sono dimensionate in modo che la frequenza dell’oscillatore OSC cada al di fuori della banda del rivelatore RIV, per cui la tensione d'uscita è inferiore o uguale ad
alla frequenza definita dalla precedente relazione (6).
Dalle relazioni (4) e (6), è intuitivo dedurre che il fattore di discriminazione dipende dal rap-porto delle frequenze con e senza sensore SENS,
Quindi il sistema DIAGNOST permette di discriminare la condizione di sensore SENS attaccato o staccato comparando la tensione sull'uscita OUT del rivelatore RIV rispetto alle tensioni di discriminazione in funzione della tensione dell'oscillatore OSC e delle caratteristiche dei filtri passa-banda BPF del rivelatore RIV. In base alla relazione (8) si vedrà più avanti che la relazione (9) risulta sempre maggiore, almeno di 6dB, poiché viene sfruttata in modo ottimale la sensibilità dei filtri BPF nella banda del segnale utile e il cosiddetto roll-off dei filtri BPF al di fuori della banda utile.
c) Corto circuito a massa. In questo caso, indipendentemente dalla capacità d'ingresso, l’uscita dell'oscillatore OSC è bloccata ad un valore fisso, ad esempio a zero o ad un livello logico basso, mentre l'uscita OUT del rivelatore RIV è nulla, poiché la natura passa-banda dei filtri BPF non lascia passare tensioni continue in ingresso; pertanto si ha:
d) Corto circuito all'alimentazione. Analogamente alla condizione (10), anche in questo caso, l'uscita del rivelatore RIV è minore della soglia poiché l'uscita dell'oscillatore OSC è bloccata ad un valore fisso, ad esempio al livello logico alto; pertanto si ha:
Calcolo delle tensioni di soglia
Verranno ora esplicitate le tensioni di soglia delle relazione (5) e (7) in funzione dei parametri dell'oscillatore OSC e del sistema DIAGNOST.
Il rilevatore RIV si suppone sintonizzato con i canali CHA e CHB rispettivamente ad una frequenza centrale ed guadagni e fattore di qualità in generale il modulo della funzione di trasferimento (denominata nel seguito per brevità FDT) dei filtri passa-banda BPF si considera del tipo:
Per semplificare la trattazione che segue, e data la natura passa-banda dei filtri BPF del rivelatore RIV, si farà l'approssimazione che l'uscita dei filtri BPF produca solo la prima armonica del segnale ad onda quadra presente all'ingresso (uscita dell’oscillatore OSC); essendo le armoniche superiori generalmente maggiori della frequenza massima trattabile. L'ampiezza della prima armonica dell’oscillatore OSC si considererà pertanto del tipo:
dove è il primo coefficiente dello sviluppo in serie di Fourier dell'onda quadra, uguale a 2/n nel caso di onda quadra simmetrica con fronti ideali.
In generale quindi, la tensione all'ingresso dell'integratore del rivelatore RIV è data da:
dove si è fatta l'approssimazione che i due segnali all'uscita dei raddrizzatori a doppia semionda FWR abbiamo uno sfasamento nullo; un tipico andamento dei segnali del sistema è mostrato ad esempio in figura 4.
L'uscita del rivelatore RIV si ottiene integrando la relazione (15) per un tempo Tg determinato dal livello alto di un segnale GATE, come mostrato in figura 4; per la tensione d'uscita è data da:
dove r è la costante di tempo dell'integratore INT e è la tensione media all'ingresso dell'integratore INT, che dalla relazione (15) risulta uguale
dove il fattore 2fn tiene conto della media della sinusoide raddrizzata e è la somma della moduli delle FDT dei canali CHA e CHB alla frequenza dell'oscillatore OSC.
Affinché il metodo risulti efficace occorre che le frequenze centrali dei filtri passa-banda BPF siano distanti tra di loro in modo da assicurare che la frequenza di oscillazione, in condizioni di carico nominale, cada nell'intervallo compreso tra fal ed Per esempio si può supporre che siano impostati come in figura 5.
In questa figura sono rappresentati schematicamente il modulo della FDT dei canali CHA e CHB (11nee tratteggiate) ed il modulo della FDT vista all'ingresso dell'integratore INT (somma dei moduli delle due FDT).
Per le considerazioni fatte, nel caso di senso-re SENS connesso, la frequenza di oscillazione cade in un intervallo compreso fra tale per cui il segnale all'ingresso dell'integratore INT risulta attenuato, al massimo, di un fattore
D'altra parte, se il sensore SENS è sconnesso, la frequenza di oscillazione è talmente alta, superiore a tale per cui il segnale viene attenuato al minimo di un fattore La diversa attenuazione nei due casi stabilisce il margine di discriminazione tra sensore SENS connesso e staccato, come verrà spiegato nel seguito.
Quando il sensore SENS è connesso la frequenza di oscillazione cade nell'intervallo:
e, facendo riferimento alla figura 5 ed in base alla relazione (17), la tensione media all'ingresso dell'integratore INT, con sensore SENS connesso, risulta maggiore della soglia
dove è l'attenuazione massima della somma dei moduli nell'intervallo che si ,
Dalla relazione (29) si nota che, stabilito l'intervallo di variazione della frequenza dell'oscillatore OSC, il margine di discriminazione può essere regolato in base alla tensione dell'oscillatore OSC, alla selettività ae e al roll-off ac dei filtri BPF.
Uno schema elettrico di tipo concettuale che implementa il sistema di diagnosi DIAGNOST è schematizzato, a titolo esemplificativo, in figura 6.
L'oscillatore OSC è formato da transistori Q1-Q6, da un amplificatore 01, da un comparatore 02, da resistori RDIA, RI, R2 ed R3, da interruttori S7, S8 ed S9 di tipo MOS e da invertitori 12, 13 ed 14.
Il blocco di commutazione è implementato dall'invertitore II e dagli interruttori di tipo MOS SI, S2, S3, S4, ed S5, comandati dal segnale DIA. Due invertitori 13 ed 14 all'uscita di un comparatore 02, forniscono il segnale digitale ad onda quadra dell'oscillatore OSC.
Il traslatore K che fornisce il segnale analogico dell'oscillatore OSC che alimenta il rivelatore RIV della detonazione, è costituito da un amplificatore operazionale 03, da resistori RAI, RA2, RA3, e da un interruttore S6 di tipo MOS. Questi componenti, come verrà spiegato nel seguito, formano un amplificatore a guadagno variabile in funzione del segnale DIA, e quindi, implementano la costante di adattamento K del segnale oscillante. Questo amplificatore a guadagno variabile può sostituire l'interfaccia d'ingresso INPUT del rivelatore RIV.
Durante il funzionamento normale, con il segnale DIA a livello logico basso, il sistema di diagnosi DIAGNOST è isolato (a meno della resistenza di chiusura degli interruttori S3 ed S5 e di apertura degli interruttori SI, S2 ed S4) dal rivelatore RIV, ed il carico d'ingresso viene collegato direttamente all'amplificatore d'interfaccia INPUT.
Durante la fase di diagnosi, con segnale DIA a livello logico alto, il sistema di diagnosi DIAGNOST si interpone tra il carico d'ingresso e l'ingresso INA del rivelatore RIV.
Verranno ora analizzati i singoli blocchi. Oscillatore ed interruttori. Il livello alto del segnale DIA abilita la diagnosi chiudendo gli interruttori SI, S2 ed S4 ed aprendo gli interruttori S3 ed S5; l'interruttore S4 ha lo scopo di evitare diafonie tra la connessione del sensore SENS e l'ingresso INA del rivelatore RIV.
L’oscillatore OSC viene attivato aprendo l'interruttore di ripristino S7 tramite l'invertitore 12. In queste condizioni, la capacità dell'ingresso viene connessa all'ingresso non invertente del com-paratore 02 la cui uscita si connette all'ingresso dell'amplificatore 03, tramite il resistore RAI e gli invertitori 13 ed 14.
La funzione oscillante è ottenuta in modo clas-sico, caricando e scaricando una capacità d'ingresso con una corrente costante avente valore IS = Questa corrente generata da un convertitore tensione-corrente formato da 01, Q6 e RDIA, viene specchiata dal transistore Q3, che genera la corrente di carica, e dai transistori Q2, Q4 e Q5, che generano una corrente I2 = 2iS.
Il transistore generatore di corrente Q5 viene ciclicamente abilitato e disabilitato dall'interruttore S9 comandato dall’uscita del comparatore 02 tramite l'invertitore 13; la soglia di scatto alta del comparatore si ottiene con l'interruttore S8 aperto ed è data da VH=VCC(R2+R3)/(R1+R2+R3), mentre la soglia di scatto bassa (interruttore S8 chiuso) è data da VL=VCCR2/(R1+R2).
Ai capi della capacità di ingresso C± si crea un'onda triangolare simmetrica con ampiezza piccopicco data da VHL = VH-VL, mentre all'uscita dell'invertitore i4 vi è un'onda quadra simmetrica
Amplificatore di adattamento. Il livello alto del segnale DIA chiude l'interruttore S6 cortocircuitando una parte della resistenza di reazione dell'amplificatore 03. In queste condizioni, il segnale d'ingresso dei filtri BPF ha l'ampiezza analogica definita da:
Logica di diagnosi. Il livello alto del segnale DIA abilita un circuito logico LOG. Tale circuito LOG conta n transizioni del segnale oscillante prelevato dall'uscita dell'invertitore 14, e produce in uscita 2 segnali logici ODI e 0D2 che diagnosticano in modo parziale lo stato del carico d'ingresso.
In figura 7 è mostrata una possibile implementazione del circuito logico LOG nel caso particolare di conteggio di 2 transizioni del segnale oscillante, mediante l'utilizzo di 2 flip-flop FF1, FF2 del tipo D. Nella stessa figura 7 sono rappresentati inoltre gli andamenti di segnali logici CK, ODI, 0D2 e DIA nelle tre condizioni riassunte nella seguente tabella :
Le condizioni logiche della tabella possono essere correlate con la tensione analogica d'uscita del sistema per ottenere la diagnostica completa dello stato del carico d'ingresso.
L' implementazione della diagnosi secondo le figure 6 e 7, può essere utilizzata non solo per diagnosticare corti circuiti ideali (a resistenza nulla) , ma anche per diagnosticare dei corto-circuiti parziali o delle alterazioni della resistenza di perdita Re del sensore SENS. Infatti, quando l'uscita dell'oscillatore 05C è bloccata ad un livello fisso, si possono distinguere le seguenti condizioni :
1) L’uscita dell'oscillatore OSC è bloccata a massa. Si possono distinguere due casi:
a) vi è un cortocircuito verso massa, oppure b) è presente all'ingresso una resistenza verso massa, tale per cui il segnale d'ingresso non riesce a raggiungere la soglia alta Va del comparatore 02, cioè all'ingresso è presente una resistenza verso massa di valore R1ccml, dato da
Il valore R1ccm può essere quindi utilizzato per diagnosticare stati di cortocircuiti parziali oppure per diagnosticare un'alterazione della resistenza interna R„, del sensore SENS. In particolare la segnalazione di cortocircuito vale anche per Rs <
Riccm'
2) L'uscita dell'oscillatore OSC è bloccata alla tensione di alimentazione Vcc. Si possono distinguere due casi:
a) vi è un cortocircuito verso l'alimentazione Vcc, oppure
b) è presente all'ingresso una resistenza verso l'alimentazione Vcc (o una sorgente continua) tale per cui il segnale, raggiunta la soglia alta VH, non riesce a scendere sotto la soglia bassa VL del comparatore 02; cioè all'ingresso è presente una resistenza verso l'alimentazione
Il valore Ricca discrimina quindi la resistenza di cortocircuito parziale verso l'alimentazione Vcc.
Tale sistema, qui descritto, è stato sviluppato in particolare per diagnosticare lo stato del carico d'ingresso di un circuito di rivelazione della detonazione, applicabile in centraline di controllo motore che utilizzano sensori accelerometrici di tipo capacitivo come sensori di trasduzione della detonazione. Il sistema tuttavia è di tipo generale e può essere applicato a sistemi con uno o più canali di rivelazione, purché operino una conversione energiatensione con filtraggio di tipo passa-banda.
Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema di diagnosi (DIAGNOST) di un sensore di tipo capacitivo (SENS), associato ad un dispositivo di rivelazione (RIV) atto a generare un segnale di uscita (OUT) indicativo di una grandezza fisica rilevata da detto sensore (SENS), detto dispositivo di rivelazione (RIV) comprendendo mezzi filtranti (BPF) configurati in modo da filtrare un segnale generato da detto sensore (SENS), caratterizzato dal fatto che: è suscettibile di venire interposto tra detto sensore (SENS) e detto dispositivo di rivelazione (RIV), comprende mezzi oscillatori (OSC) aventi frequenza di oscillazione variabile e dipendente da una capacità presente ad un ingresso (IN) destinato ad essere connesso a detto sensore (SENS), detti mezzi oscillatori (OSC) essendo configurati in modo tale per cui almeno una condizione di guasto di detto sensore (SENS) determina la generazione di una frequenza tale per cui detto dispositivo di rivelazione (RIV), mediante detti mezzi filtranti (BPF), consente la discriminazione di detta almeno una condizione di guasto su detto segnale di uscita (OUT).
- 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui detto dispositivo di rivelazione comprende un cir-cuito rivelatore (RIV) comprendente almeno un canale di sintonizzazione (CHA, CHB), e detti mezzi filtranti comprendono almeno un filtro passa-banda (BPF), caratterizzato dal fatto che detti mezzi oscillanti comprendono un oscillatore {OSC) a frequenza variabile configurato in modo tale per cui la sua frequenza di uscita: è dentro la banda di detto filtro passa-banda (BPF) nel caso detto sensore (SENS) sia correttamente e funzionante, è al di fuori della banda di detto filtro passa-banda (BPF) nel caso detto sensore (SENS) presenti una condizione di guasto, in vista di discriminare detta condizione di guasto mediante detto segnale di uscita (OUT) di detto circuito rivelatore (RIV) .
- 3. Sistema secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto oscillatore (OSC) è dimensionato in modo che la sua frequenza di uscita sia superiore alla banda di detto filtro passa-banda (BPF) nel caso detto sensore (SENS) sia sconnesso.
- 4. Sistema secondo la rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detto oscillatore (OSC) è dimensionato in modo che la sua frequenza di usci-ta sia inferiore alla banda di detto filtro passabanda (BPF) nel caso detto sensore (SENS) sia in cortocircuito.
- 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratte-rizzato dal fatto che detto cortocircuito è verso massa .
- 6. Sistema secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che detto cortocircuito è verso una sorgente di tensione continua (Vcc).
- 7. sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 6, caratterizzato dal fatto che detto oscillatore è un oscillatore (OSC) di tipo digitale generante un segnale ad onda quadra.
- 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto oscillatore (OSC) rimane bloccato ad un valore logico in caso di cortocircuito di detto sensore (SENS).
- 9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 8, caratterizzato dal fatto che comprende un circuito di commutazione (A) suscettibile di assumere: una prima condizione operativa in cui detto sensore (SENS) è collegato direttamente a detto circuito rivelatore (RIV), una seconda condizione operativa in cui detto sistema di diagnosi (DIAGNOSTI è interposto tra detto sensore (SENS) e detto circuito rivelatore (DIA) .
- 10. Sistema secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detto circuito di commutazione (A) assume selettivamente una di dette prima e seconda condizione operativa in base ad un segnale logico (DIA) di attivazione della diagnosi.
- 11. Sistema secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto che detto circuito di commutazione (A) comprende tre interruttori del tipo MOS.
- 12. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1 a 11, caratterizzato dal fatto che comprende un circuito di adattamento (K) collegato all'uscita di detto oscillatore (OSC) atto a moltiplicare detto segnale periodico emesso da detto oscillatore (OSC) per un fattore di scala (K) in vista di renderlo adatto a detto circuito rivelatore (RIV) . Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT94TO000764A IT1268099B1 (it) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. |
| EP95115291A EP0704706B1 (en) | 1994-09-30 | 1995-09-28 | A diagnostic system for a capacitive sensor |
| DE69510514T DE69510514T2 (de) | 1994-09-30 | 1995-09-28 | Diagnosesystem für einen kapazitiven Sensor |
| ES95115291T ES2135640T3 (es) | 1994-09-30 | 1995-09-28 | Sistema de diagnostico para un sensor capacitivo. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT94TO000764A IT1268099B1 (it) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITTO940764A0 ITTO940764A0 (it) | 1994-09-30 |
| ITTO940764A1 true ITTO940764A1 (it) | 1996-03-30 |
| IT1268099B1 IT1268099B1 (it) | 1997-02-20 |
Family
ID=11412793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT94TO000764A IT1268099B1 (it) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0704706B1 (it) |
| DE (1) | DE69510514T2 (it) |
| ES (1) | ES2135640T3 (it) |
| IT (1) | IT1268099B1 (it) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19739903A1 (de) * | 1997-09-11 | 1999-04-01 | Bosch Gmbh Robert | Sensorvorrichtung |
| CA2390176A1 (en) * | 1999-11-03 | 2001-05-10 | Med-Dev Limited | Method and apparatus for testing a capacitive sensor |
| CN101669019B (zh) | 2007-04-06 | 2013-11-20 | 飞思卡尔半导体公司 | 与电容式传感器的诊断有关的改进 |
| US9791494B2 (en) | 2012-01-20 | 2017-10-17 | Lear Corporation | Apparatus and method for diagnostics of a capacitive sensor |
| US10260983B2 (en) | 2014-01-20 | 2019-04-16 | Lear Corporation | Apparatus and method for diagnostics of a capacitive sensor with plausibility check |
| CN116401596B (zh) * | 2023-06-08 | 2023-08-22 | 哈尔滨工业大学(威海) | 基于深度指数激励网络的早期故障诊断方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3235660A1 (de) * | 1982-09-27 | 1984-03-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur ueberwachung eines elektrischen messfuehlers auf unterbrechung und ueberbrueckung |
| DE3627241A1 (de) * | 1986-08-12 | 1988-02-18 | Bosch Gmbh Robert | Schaltung und verfahren zur ueberpruefung elektronischer sensoren |
| GB8927927D0 (en) * | 1989-12-11 | 1990-02-14 | Kellett Michael A | Transducers and associated control circuits |
| GB2253487B (en) * | 1991-03-07 | 1994-08-03 | Rover Group | A method of detecting malfunction of a piezoelectric sensor |
| US5421191A (en) * | 1993-03-08 | 1995-06-06 | Chrysler Corporation | Knock sensor diagnostic system |
-
1994
- 1994-09-30 IT IT94TO000764A patent/IT1268099B1/it active IP Right Grant
-
1995
- 1995-09-28 EP EP95115291A patent/EP0704706B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-28 ES ES95115291T patent/ES2135640T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-09-28 DE DE69510514T patent/DE69510514T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69510514T2 (de) | 1999-10-28 |
| DE69510514D1 (de) | 1999-08-05 |
| EP0704706B1 (en) | 1999-06-30 |
| EP0704706A1 (en) | 1996-04-03 |
| ITTO940764A0 (it) | 1994-09-30 |
| IT1268099B1 (it) | 1997-02-20 |
| ES2135640T3 (es) | 1999-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6366099B1 (en) | Differential capacitance sampler | |
| US7737730B2 (en) | Method of detecting the frequency of an input clock signal of an integrated circuit and integrated circuit | |
| CN111375126B (zh) | 一种佩戴检测电路、颈部按摩装置以及佩戴检测方法 | |
| ITTO940764A1 (it) | Sistema di diagnosi per un sensore di tipo capacitivo. | |
| CN100447822C (zh) | 人体检测传感器 | |
| SE439565B (sv) | Samplande filter-detektor | |
| JPH05207749A (ja) | インバータ装置 | |
| KR20130089161A (ko) | 공진 회로의 제어 장치 작동 방법 및 제어 장치 | |
| RU2280946C1 (ru) | Дифференциальный измерительный преобразователь | |
| CN117254810A (zh) | 信号采集系统 | |
| EP3127172B1 (en) | Galvanic isolated piezoelectric transformer based voltage sensors | |
| US5329209A (en) | Self-oscillating circuit for driving a gas discharge lamp, particularly for use on board a motor vehicle | |
| JPH11337658A (ja) | 金属物体の検出装置 | |
| JP3450324B2 (ja) | 高圧交流電源装置 | |
| CN1142628C (zh) | 一种整形电路 | |
| WO2009122490A1 (ja) | 停電検出回路および電気機器 | |
| CN204465507U (zh) | 用于压电集成电路iepe传感器的差分输入缓冲电路 | |
| US7224193B2 (en) | Current-voltage conversion circuit | |
| SU1278740A1 (ru) | Сейсмометрическое устройство | |
| SU957131A1 (ru) | Устройство дл контрол электрических цепей | |
| RU1790773C (ru) | Генераторное устройство дл геоэлектроразведки | |
| SU809479A1 (ru) | Частотный дискриминатор | |
| JPH1151975A (ja) | ロゴスキーコイル用積分回路 | |
| SU815903A1 (ru) | Устройство дл измерени длительностипЕРЕХОдНОгО пРОцЕССА | |
| RU60828U1 (ru) | Устройство возбуждения пьезоэлектрических преобразователей |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |