具有用于功能安全的接口的傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有用于功能安全的接口的傳感器，傳感器接口操作用于沿一個或多個處理路徑并且以不同數(shù)據(jù)表示形式傳輸感測的量?？梢匝匦盘柼幚矸种У囊粋€或多個位置來交換信號表示形式。這些分支彼此獨立，并且在用于沿單個路徑傳輸?shù)慕涌诓考幓蛟谟糜诳刂茊卧墓?jié)點處被組合。
【專利說明】具有用于功能安全的接口的傳感器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年7月17日提交的主題為“傳感器器件”的美國臨時申請序列號N0.61/847,097的權(quán)益，該臨時申請的全部內(nèi)容在此通過引用并入本文。

【背景技術(shù)】
[0003]功能安全帶代表了汽車產(chǎn)業(yè)中當(dāng)前和未來產(chǎn)品的顯著差異。為了實現(xiàn)汽車安全完整性等級(ASIL)方面的對應(yīng)目標(biāo)，必須建立新的和增強的概念。為了實現(xiàn)專用ASIL等級，諸如時間內(nèi)的故障(FIT)率、診斷覆蓋率、SPFM、LPFM等的不同目標(biāo)參數(shù)必須實現(xiàn)專用值。
[0004]對于傳感器而言，典型的安全目標(biāo)在于確保預(yù)定時間內(nèi)的專用信號精確性(例如，真實的角度值的5°偏離必須在5ms內(nèi)在角度傳感器處被檢測到)。在此情形下，待克服的問題僅是特定安全機制如何證明專用診斷覆蓋率。安全機制的選擇代表了重要元素，并且專用機制能覆蓋的更多，則更好。
[0005]重要元素代表了傳感器和ECU之間的接口，這是因為這僅能由內(nèi)部校驗以及部分地由外部校驗來覆蓋。因此，需要針對接口的創(chuàng)新構(gòu)思，其以理想的形式覆蓋傳感器和ECU之間的鏈接。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種傳感器系統(tǒng)，包括:
[0007]傳感器級，其包括傳感器的至少一個傳感器元件，所述傳感器級被配置用于提供第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量和第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量以用于生成不同表示形式的感測的量的傳感器信號；
[0008]信號處理級，其耦合至所述傳感器級，所述信號處理級包括第一信號處理分支，所述第一信號處理分支被配置用于對第一傳感器元件的所述第一信號分量和第二傳感器元件的所述第二信號分量進(jìn)行操作；以及
[0009]接口，其被配置用于向節(jié)點提供取決于所述第一信號分量和所述第二信號分量的所述傳感器信號。
[0010]根據(jù)一個示例性實施方式，所述第一信號分量和所述第二信號分量包括彼此成比例的關(guān)系，并且根據(jù)所述感測的量的不同表示形式而不同，所述不同表示形式包括所述感測的量的不同的三角表示形式或不同的相反表示形式。
[0011]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0012]控制單元部件，被配置用于基于檢測所述第一數(shù)據(jù)表示形式或所述第二數(shù)據(jù)表示形式不對應(yīng)于范圍中的分離或時域中的分離來檢測所述傳感器級、所述信號處理級或所述接口的錯誤。
[0013]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0014]切換部件，被配置用于使被接收以用于在第一感測分支處進(jìn)行處理的所述第一信號分量與被接收以用于在第二感測分支處進(jìn)行處理的所述第二信號分量交替，或使在所述第一感測分支處的所述第一信號分量的極性交替。
[0015]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0016]序列控制器，被配置用于基于監(jiān)控信號的集合來控制所述切換部件，所述監(jiān)控信號的集合被配置用于確定上拉晶體管和下拉晶體管的操作狀態(tài)。
[0017]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0018]同步部件，被配置用于確定與所述第一信號分量和所述第二信號分量相關(guān)聯(lián)的時間幀，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于不同的時分復(fù)用相對于彼此而不同。
[0019]根據(jù)一個示例性實施方式，所述同步部件還被配置用于生成調(diào)制信號周期與獨立振蕩器的比較，并且基于所述比較對所述至少一個傳感器元件進(jìn)行同步。
[0020]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0021]高狀態(tài)部件，被配置用于從第一傳感器元件的所述第一信號處理路徑接收第一輸出并且控制上拉晶體管，以及
[0022]低狀態(tài)部件，被配置用于從耦合至第二傳感器元件的第二信號處理路徑接收第二輸出并且控制下拉晶體管，
[0023]其中所述上拉晶體管和所述下拉晶體管的操作狀態(tài)的持續(xù)時間基于沿所述第一信號分量和所述第二信號分量的信號范圍的分離的范圍，或所述第一信號分量和所述第二信號分量的時域中的分離的時間。
[0024]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0025]低側(cè)控制器，被配置用于基于確定所述高狀態(tài)部件是否主動地操作所述上拉晶體管來鎖定所述低狀態(tài)部件；以及
[0026]高側(cè)控制器，被配置用于基于確定所述低狀態(tài)部件是否主動地操作所述下拉晶體管來鎖定所述高狀態(tài)部件。
[0027]根據(jù)一個不例性實施方式,傳感器系統(tǒng)還包括:
[0028]切換部件，被配置用于在所述第一信號處理分支和第二信號處理分支內(nèi)使來自所述第一傳感器元件的所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的所述第一信號分量與相同的感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式的所述第二信號分量交替，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于占空比的范圍的分離而不同。
[0029]根據(jù)本公開的另一方面，提供了一種用于在至少一個傳感器和引擎控制單元之間對接一個或多個傳感器信號的傳感器接口模塊，包括:
[0030]第一傳感器元件，被配置用于傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)表示形式的測量的量；
[0031]第二傳感器元件，被配置用于傳輸?shù)诙?shù)據(jù)表示形式的所述測量的量；
[0032]切換部件，被配置用于在傳輸所述測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式和傳輸所述測量的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式之間交換；以及
[0033]接口部件，被配置用于取決于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式生成去往節(jié)點的輸出信號。
[0034]根據(jù)一個示例性實施方式，所述引擎控制單元被配置用于在所述節(jié)點處接收所述輸出信號，并且基于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式解譯所述輸出信號，所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式取決于在占空比范圍、時域范圍或時分復(fù)用中的至少一個中的分離而彼此不同。
[0035]根據(jù)一個示例性實施方式，所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式分別包括總和的至少一個第一加數(shù)和所述總和的第二加數(shù)、余弦表示形式和正弦表示形式、或第一相反表示形式和第二相反表示形式。
[0036]根據(jù)一個不例性實施方式，傳感器接口模塊還包括:
[0037]同步部件，被配置用于生成所述輸出信號的調(diào)制信號周期與獨立振蕩器的比較，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于時域中的分離的時間而不同。
[0038]根據(jù)一個示例性實施方式，所述第一傳感器元件包括被配置用于生成所測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一傳感器橋并且所述第二傳感器元件包括被配置用于生成所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二傳感器橋，以包括彼此成比例的關(guān)系并且根據(jù)所測量的量的不同表示形式而不同，所述不同表示形式包括所述測量的量的不同的三角表示形式或不同的相反表示形式。
[0039]根據(jù)一個示例性實施方式，所述切換部件還被配置用于在第一信號處理路徑和第二信號處理路徑之前、在所述第一信號處理路徑和所述第二信號處理路徑之后或在所述接口部件內(nèi)，在所述第一信號處理路徑和所述第二信號處理路徑之間交換所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量和所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量。
[0040]根據(jù)一個示例性實施方式，所述切換部件還被配置用于基于非對稱序列、基于不同持續(xù)時間、或基于標(biāo)識符，來交換所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件的不同極性以傳輸所測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式，所述非對稱序列用于標(biāo)識對應(yīng)于所述極性的至少兩個時間段，所述標(biāo)識符被插入到用于交換所述極性的交換序列中的點中。
[0041]根據(jù)本公開的又一方面，提供了一種用于傳感器接口的方法，包括:
[0042]由第一感測元件提供感測的量的第一數(shù)據(jù)表示形式；
[0043]由第二感測元件提供所述感測的量的第二數(shù)據(jù)表示形式，所述第二數(shù)據(jù)表示形式是與所述第一數(shù)據(jù)表示形式不同的表示形式；以及
[0044]基于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式生成去往節(jié)點的輸出信號。
[0045]根據(jù)一個示例性實施方式，該方法還包括:
[0046]基于切換序列將所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式切換至所述感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式，所述切換序列取決于不同占空比范圍、時域中的不同時間、相同范圍但是不同時分復(fù)用操作中的至少一個。
[0047]根據(jù)一個示例性實施方式，所述不同占空比范圍或所述相同范圍包括少于整個范圍以便于在所述整個范圍的保護(hù)帶部分內(nèi)傳輸狀態(tài)信息。
[0048]根據(jù)一個示例性實施方式，該方法還包括:
[0049]生成所述第一數(shù)據(jù)表示形式作為正弦信號、關(guān)于所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第一倒轉(zhuǎn)信號或總和的第一加數(shù)；以及
[0050]生成所述第二數(shù)據(jù)表示形式作為余弦信號、關(guān)于所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第二倒轉(zhuǎn)信號或所述總和的第二加數(shù)。
[0051]根據(jù)一個示例性實施方式，該方法還包括:
[0052]將測試信號提供給耦合至第一信號處理路徑的上拉晶體管或耦合至第二信號處理路徑的下拉晶體管中的至少一個以確定操作狀態(tài)；以及
[0053]響應(yīng)于所述操作狀態(tài)，將來自所述第一信號處理路徑的所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量切換至來自所述第二信號處理路徑的所述感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量。
[0054]根據(jù)一個示例性實施方式，該方法還包括:
[0055]取決于占空比范圍中的差異、時間范圍中的差異、或時分復(fù)用中的差異基于所述感測的量的被不同地傳輸?shù)乃龅谝粩?shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式來確定所述輸出信號中的正確值或錯誤。
[0056]根據(jù)一個示例性實施方式，該方法還包括:
[0057]將所述輸出信號的調(diào)制信號周期與振蕩器比較，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式具有相同的占空比范圍和彼此不同的時分復(fù)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0058]圖1是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的框圖。
[0059]圖2是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的另一框圖。
[0060]圖3是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的另一框圖。
[0061]圖4是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的另一框圖。
[0062]圖5是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的框圖。
[0063]圖6是根據(jù)所公開的各個方面的可以從傳感器或傳感器元件傳輸?shù)男盘柕牟ㄐ螆D。
[0064]圖73-圖76是根據(jù)所公開的各個方面的可以從傳感器或傳感器元件傳輸?shù)男盘柕牟ㄐ螆D。
[0065]圖83-圖油是根據(jù)所公開的各個方面的可以從傳感器或傳感器元件傳輸?shù)男盘柕牟ㄐ螆D。
[0066]圖9是根據(jù)所公開的各個方面的可以從傳感器或傳感器元件傳輸?shù)男盘柕牟ㄐ螆D的集合。
[0067]圖10是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的框圖。
[0068]圖11是根據(jù)所公開的各個方面的可以從傳感器或傳感器元件傳輸?shù)男盘柕牟ㄐ螆D的集合。
[0069]圖12是根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的處理流程。

【具體實施方式】
[0070]現(xiàn)在將參考所附附圖描述本公開，其中相似附圖標(biāo)記貫穿全文用于指代相似元件，并且其中所示出的結(jié)構(gòu)和器件并不必然按比例繪制。如本文所用的那樣，術(shù)語“部件”、“系統(tǒng)”、“接口”等旨在于指代計算機相關(guān)的實體、硬件、(例如執(zhí)行中的)軟件、和/或固件。例如，部件可以是處理器、在處理器上運行的過程、控制器、對象、可執(zhí)行的程序、存儲器件、和/或具有處理設(shè)備的計算機。通過示例，在服務(wù)器上運行的應(yīng)用和服務(wù)器也可以是部件。一個或多個部件可以駐留在過程內(nèi)，并且部件可以定位在一個計算機上和/或分布在兩個或更多計算機之間。元件的集合或其它部件的集合可以在此描述，其中術(shù)語“集合”可以解讀為“一個或更多”。
[0071]此外，這些部件例如可以從各種計算機可讀存儲介質(zhì)執(zhí)行，該存儲介質(zhì)具有例如利用模塊在其上存儲的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。部件可以經(jīng)由本地和/或遠(yuǎn)程處理進(jìn)行通信，諸如根據(jù)具有一個或多個數(shù)據(jù)分組的信號(例如，來自一個部件的數(shù)據(jù)經(jīng)由信號與本地系統(tǒng)中的、分布式系統(tǒng)中的另一部件交互，和/或跨諸如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或類似網(wǎng)絡(luò)之類的網(wǎng)絡(luò)與其他系統(tǒng)交互
[0072]作為另一示例，部件可以是具有由電氣或電子電路裝置操作的機械部件提供的特定功能性的設(shè)備，其中電氣或電子電路裝置可以由被一個或多個處理器執(zhí)行的軟件應(yīng)用或固件應(yīng)用進(jìn)行操作。一個或多個處理器可以在設(shè)備內(nèi)部或外部，并且可以執(zhí)行軟件或固件應(yīng)用的至少一部分。作為又一示例，部件可以是通過電子部件而沒有通過機械部件提供特定功能性的設(shè)備；電子部件可以包括在其中的一個或多個處理器，以執(zhí)行至少部分地賦予電子部件的功能性的軟件和/或固件。
[0073]示例性的詞的使用旨在以具體方式呈現(xiàn)概念。如本申請中使用的那樣，術(shù)語“或”旨在意指包含性的“或”，而非排他性的“或”。即，除非另有說明，或從情形中清楚可見，“X運用六或8”旨在意指自然包含性的排列中的任一個。即，如果X運用六；父運用8 ；或X運用八和8 ；則在前述實例中任一個中滿足“X運用4或8”。此外，本申請和所附權(quán)利要求書中使用的冠詞“一個”和“一種”通常應(yīng)該被解釋為意指“一個或多個”，除非另有具體描述或在情形中清楚涉及單數(shù)形式。此外，在具體實施例和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“涵蓋”及其變體的層面而言，這類術(shù)語旨在以與術(shù)語“包括”相似的方式是包含性的。
[0074]考慮到上述缺陷，各個方面涉及傳感器接口系統(tǒng)，該傳感器接口系統(tǒng)在不危及數(shù)據(jù)率和信息完整性的情況下經(jīng)由接口來傳輸物理量(例如，感測的量、測量的量、傳感器信號、感測的信號的一個或多個信號分量等)的測量數(shù)據(jù)。例如，一個或多個傳感器可以使用一個或多個傳感器元件來檢測物理量的數(shù)據(jù)，并且經(jīng)由接口將數(shù)據(jù)以不同表示形式傳輸給控制單元，該控制單元繼而可以基于所接收的數(shù)據(jù)來控制一個或多個子系統(tǒng)。每個傳感器元件可以操作用于交替相同感測的量的信號分量或數(shù)據(jù)表示形式，以生成感測的量的單個信號輸出。例如，可以利用不同表示形式的相同物理量經(jīng)由單獨的信號路徑獨立地執(zhí)行對測量的數(shù)據(jù)的傳輸，不同表示形式可以在信號路徑之間或在單個信號路徑內(nèi)被交換(在數(shù)據(jù)表示形式之間交替、來回切換、排序等)以在單個輸出節(jié)點處作為傳感器信號被輸出。傳感器接口系統(tǒng)的部件可以操作用于通過在預(yù)定時間段中確保信號精確性，來在不危及數(shù)據(jù)率的情況下高效地確保數(shù)據(jù)完整性。例如可以由控制器(例如基于來自單個傳感器的感測的量的不同數(shù)據(jù)表示形式來檢測固定故障(0114 或錯誤。這兩個數(shù)據(jù)表示形式可以被傳遞至接口，并且可以由接收器部件(例如控制器、2⑶)例如根據(jù)范圍的排序或分離、時間域、多路復(fù)用或?qū)?yīng)于不同數(shù)據(jù)表示形式的其它表示形式來確定數(shù)據(jù)中的任何錯誤。下面參考附圖進(jìn)一步描述本公開的附加的方面和細(xì)節(jié)。
[0075]圖1示出了根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)100，其操作用于沿著處理路徑和處理級來傳遞感測的數(shù)據(jù)和信息。系統(tǒng)100例如包括耦合到信號處理級104的冗余或不同的感測處理級102以及接口控制部件106，它們協(xié)同操作以在單個節(jié)點或端子107處提供由不同數(shù)據(jù)表示形式生成的輸出。
[0076]接口系統(tǒng)100可以包括傳感器，該傳感器可以包括一個或多個傳感器元件108、110，其中每個傳感器元件接收或生成感測測量的量或?qū)傩?例如，熱學(xué)量、壓力量、磁性量、方向量、定向量等)的信號或信號分量，以用于在接口輸出處生成感測的量的單個輸出信號。傳感器元件108和110可以在冗余或不同的感測處理級102內(nèi)獨立地分別提供信號或輸出信號107的不同信號分量給不同的傳感器信號處理路徑116和118。雖然示出了兩個不同路徑116和118，但是也可以構(gòu)思僅具有一個路徑的接口架構(gòu)。接口系統(tǒng)可以包括僅一個傳感器元件，其中所描述的各個實施例通過交替相同的感測的量的數(shù)據(jù)表示形式而僅沿著具有一個信號處理部件112的一個信號處理路徑進(jìn)行操作，以在接口輸出處提供感測的量的單個信號。例如，傳感器元件108和110可以操作用于傳輸分別具有不同數(shù)據(jù)表示形式的信號分量，該不同數(shù)據(jù)表示形式諸如不同的三角表示形式、關(guān)于彼此的相反表示形式、總和的不同加數(shù)、或關(guān)于彼此的其它不同比例或反比例表示形式。
[0077]例如，霍爾傳感器或其它傳感器的極性可以被交換、(來回)交替或按表達(dá)式排序，其中整個信號路徑116和丨或118可以在兩個點之間交換或交替。不同數(shù)據(jù)表示形式可以在來自一個或多個傳感器元件的單個信號傳輸路徑內(nèi)或在來自多個傳感器元件的不同信號傳輸路徑內(nèi)被改變，以提供感測的量的單個信號輸出。
[0078]在路徑116、118或分支120、122(包括接口 106)內(nèi)的一個部件(例如信號處理部件112或114)中的“固定故障”匕切土或故障可以被2⑶或接收包括不同信號分量的輸出107的其它控制單元檢測到，這是因為數(shù)據(jù)表示形式中的差異可以是預(yù)先確定的并且是或其它控制單元已知的。因此，檢測或感測的量的單個信號的兩個不同數(shù)據(jù)表示形式可以由接口以如下方式進(jìn)行傳輸，其中不同數(shù)據(jù)表示形式的交換對于接收部件(例如2⑶或其它控制單元)而言是可視的。
[0079]不同信號處理路徑116和118可以包括系統(tǒng)100的第一感測分支120和第二感測分支122，第一感測分支120和第二感測分支122可以彼此獨立，并且可以經(jīng)由分支中的一個傳感器元件(例如磁場感測傳感器)或經(jīng)由沿著不同分支的多于一個的傳感器元件(例如包括用于提供第一角度值的一個或多個傳感器元件和用于提供第二角度值的一個或多個傳感器元件的角度傳感器)以彼此不同的表示形式提供相同的感測的量的數(shù)據(jù)，其中上述分支中的一個傳感器元件提供相同感測的量的不同表示形式的不同信號分量。例如，第一感測分支120可以被配置用于以第一數(shù)據(jù)表示形式提供與感測的量對應(yīng)的第一傳感器信號分量，并且第二感測分支122可以被配置用于以不同的數(shù)據(jù)表示形式提供與感測的量對應(yīng)的第二傳感器信號分量。來自每個傳感器元件108、110的不同信號、通信或信號分量可以繼而便于并且形成在單個節(jié)點處的單個信號或基于在每個分支120、122內(nèi)或來自每個分支的不同數(shù)據(jù)表示形式的輸出107。
[0080]在冗余或不同的感測處理級102內(nèi)的每個分支120、122可以單獨地包括信號處理部件112或114，信號處理部件112或114進(jìn)一步處理感測的量的數(shù)據(jù)，該感測的量在物理含義上可以是等同的，諸如相同的可測量或感測的量或值。來自分支120、122的數(shù)據(jù)可以關(guān)于彼此表示形式不同，數(shù)據(jù)以該表示形式被傳輸并且該數(shù)據(jù)是在輸出107處的相同信號的分量。例如，不同數(shù)據(jù)表示形式可以是相同測量的量的不同三角表示形式(例如余弦、正弦)、反比例表示形式、感測的量的比例表示形式、等于一個或另一量的總和分量、或感測的數(shù)據(jù)或量的其它表示形式，該其它表示形式在分支120和122之間關(guān)于彼此不同?？梢栽谘亟涌谙到y(tǒng)的不同點處生成不同數(shù)據(jù)表示形式，諸如在信號處理部件112或114之前、在部件112或114之后、或在接口部件106內(nèi)。例如，表示形式的差異可以是針對一個表示形式0至211.1的分離或針對另一表示形式的211.1至212—1的分離的結(jié)果，其中數(shù)據(jù)表示形式可以在每個單個分支或路徑內(nèi)不同或在路徑之間進(jìn)行表示形式交換。雖然在一個路徑內(nèi)或在不同信號傳輸路徑之間數(shù)據(jù)的不同表示形式可以交換極性，但是信息(例如感測的數(shù)據(jù)、安全信息、誤碼或其它類似信息)仍可以由接口系統(tǒng)識別，以用于標(biāo)識故障數(shù)據(jù)、維持有效處理率、以及用于控制單元的無誤處理，其可以在更為復(fù)雜的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)一步操作以便于一個或多個子系統(tǒng)的精確和功能安全，并且將在下文中對此進(jìn)一步詳述。
[0081]冗余或不同的傳感器處理級102耦合至信號處理級104。信號處理級104包括第一處理路徑116和第二信號處理路徑118的至少一部分、第一傳感器處理部件112和第二傳感器處理部件114。第一處理路徑116將第一傳感器元件108的輸出傳輸至第一傳感器處理部件112，并且第二處理路徑118將第二傳感器元件110的輸出傳輸至第二處理部件114。第一和第二處理路徑116和118可以均包括差分路徑，其中至少兩個路徑例如被配置為在用于在每個路徑內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)信息和安全信息以及諸如一個或多個糾錯編碼之類的糾正性編碼。每個路徑的兩個差分信號路徑可以在數(shù)據(jù)表示形式方面彼此交換，使得表示形式在極性方面關(guān)于彼此改變，或例如在路徑116、118之間交替。備選地，處理路徑116和118可以均包括用于傳輸不同表示形式的諸如相同的檢測的物理量(例如磁場、壓力、光等，單位為測量、信號值、方向、幅度等)之類的信息作為用于便于單個感測的量的單個輸出信號197的信號分量的單個鏈路。第一信號處理部件112可以被配置用于對第一感測分支120的第一輸出進(jìn)行操作，并且第二信號處理路徑118被配置用于對第二感測分支122的第二輸出進(jìn)行操作，其中每個信號處理部件可以包括一個或多個正則化部件、溫度校準(zhǔn)部件、濾波器、計算部件(例如，角度計算等〉、模擬至數(shù)字部件(八00、或者包括用于處理和執(zhí)行與其相關(guān)的操作的處理器或其它設(shè)備部件的控制單元。
[0082]系統(tǒng)100包括接口部件106，被配置用于提供調(diào)制信號輸出給節(jié)點或路徑107，該調(diào)制信號輸出取決于第一傳感器信號分量或第一數(shù)據(jù)表不形式以及第二傳感器信號分量或第二數(shù)據(jù)表示形式，該節(jié)點或路徑107提供數(shù)據(jù)給另一控制單元、處理設(shè)備或其它部件，諸如用于進(jìn)一步利用的2⑶。接口部件106不限于任一接口類型并且可以操作為數(shù)字接口部件或不同接口，該數(shù)字接口部件被配置用于例如數(shù)字比特流的調(diào)制和傳遞，該不同接口諸如用于脈沖寬度調(diào)制信號的調(diào)制或傳遞的脈寬調(diào)制接口部件106，在下文中對其進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0083]參照圖2，示出了根據(jù)所公開的各個方面的另一示例傳感器接口系統(tǒng)200，其操作用于以不同數(shù)據(jù)表示形式沿不同處理路徑傳遞感測的數(shù)據(jù)和信息，以用于生成傳感器輸出信號。系統(tǒng)200包括相似的上述方面，并且進(jìn)一步詳述了接口部件106，接口部件106包括至少兩個驅(qū)動器和用于脈沖寬度調(diào)制⑴麗)生成的高時段和低時段的至少兩個晶體管。
[0084]如上所述的接口部件106操作為用于單獨的信號處理路徑的單個接口控制單元，其同時地、在近似相同的時間、或并行地并且以不同表示形式傳輸相同的測量感測的量。接口部件106從第一信號處理部件112和第二信號處理部件114沿獨立的處理路徑接收獨立的信號。接口部件106不限于任何類型的接口控制，并且可以包括數(shù)字接口、?麗接口或用于傳輸、調(diào)制、或處理來自兩個獨立的信號分支120、122的不同信號的其它類型接口。接口部件106的一個示例包括？麗接口控制部件106，？麗接口控制部件106包括？麗高部件206、？麗低部件208、上拉晶體管210和下拉晶體管212。
[0085]接口部件106可以通過將？麗操作分成用于接口部件106內(nèi)的？麗生成的高時段和低時段的獨立硬件部分來操作。系統(tǒng)200的路徑分支120和122的分離除了兩個分支之間的單個鏈路或節(jié)點214之外例如可以是近似完全或幾乎完整的，其也可以以如下方式實現(xiàn):如果一個或多個部件發(fā)生故障，則在單點故障或“固定故障”(固定故障為高、固定故障為低、高阻輸出、錯誤時段等)的情形下它可以導(dǎo)致可檢測的故障。
[0086]如上所述，兩個傳感器元件(31和32) 108和110可以操作用于遞送相同物理屬性的獨立測量。例如，不同的表示形式可以具有感測的量或?qū)傩缘南喾捶枴⒉煌潜硎拘问?、相反關(guān)系、總和的分量部分、其它成比例表示等中的至少一項，并且可以諸如經(jīng)由占空比范圍中的分離、時域范圍、另一范圍、或根據(jù)不同時分復(fù)用以不同數(shù)據(jù)表示形式傳輸，使得不同數(shù)據(jù)表示形式實現(xiàn)錯誤的檢測。例如，傳感器元件可以是具有相反偏置電流檢測的霍爾傳感器的部件、或具有相反設(shè)置的傳感器橋(例如磁阻傳感器或壓電電阻器)等。此外，感測元件108和110可以關(guān)于測量的磁場不同地定向，或可以利用已知的磁場差異定位在不同空間位置中，可通過下置的磁性電路來生成該磁場。信號處理3？1和3？2部件112和114可以操作用于計算均覆蓋正則化信號范圍0- 1的每個傳感器測量的經(jīng)校準(zhǔn)的輸出信號?？梢砸匀缦路绞綀?zhí)行信號處理:分支120的一個輸出表不形式202可以與測量的信號00成比例，并且其它輸出204遵循相反的函數(shù)(1-3,其中也關(guān)于例如不同分支120和122如本文所論述地那樣構(gòu)思其它不同數(shù)據(jù)表示形式。在本附圖中，互補信號的總和可以被預(yù)先確定為(在測量的精確性限制或給定容差內(nèi))的一個，或一些其它總和，其使得接收部件或能夠確定在每個分支的信號路徑中是否存在固定故障或錯誤。
[0087]信號分支的一個(例如分支120)可以被指派第一控制206，第一控制206接收信號處理部件104的輸出并且可以被配置用于作為獨立的計數(shù)器206操作。第一控制206可以操作用于驅(qū)動諸如？麗信號或其它輸出數(shù)字信號之類的輸出信號107的高狀態(tài)?？刂?06可以使用7(1(1212驅(qū)動輸出驅(qū)動器210，例如如圖所示驅(qū)動為高狀態(tài)。此外，另一信號分支(例如分支122)可以被指派第二或不同控制208，第二或不同控制208接收信號處理部件114的輸出并且可以被配置用于利用另一計數(shù)器208，另一計數(shù)器208獨立于分支120及其對應(yīng)的部件。第二控制210可以操作用于利用獨立的計數(shù)器作為用于驅(qū)動輸出信號107的低狀態(tài)的驅(qū)動器。控制208可以驅(qū)動輸出驅(qū)動210至接地216，或例如驅(qū)動輸出驅(qū)動210至一些其它低狀態(tài)。雖然示出了？麗高和低，但是信號也可以在輸出驅(qū)動器210內(nèi)從高狀態(tài)212和低狀態(tài)216 (諸如接地)調(diào)制的簡單數(shù)字信號，以例如在路徑或節(jié)點107處生成輸出(諸如？麗輸出
[0088]參照圖3，示出了所公開的接口系統(tǒng)的另一方面。系統(tǒng)300包括單個節(jié)點306，節(jié)點306供應(yīng)輸出給一個或多個其它控制單元，諸如未示出)。接口部件106還包括分別由？麗驅(qū)動器電路302和？麗驅(qū)動器電路304操作的上拉晶體管310和下拉晶體管312。？麗驅(qū)動器302和？麗驅(qū)動器304經(jīng)由通信鏈路308通信地彼此耦合，通信鏈路308可以用于確定例如在驅(qū)動器302和304之間的操作狀態(tài)。
[0089]信號分支之一(例如分支120)可以被指派給接口部件106的高狀態(tài)輸出？麗驅(qū)動器302，該高狀態(tài)輸出？麗驅(qū)動器302控制上拉晶體管310，而另一分支122例如可以被指派給控制下拉晶體管312的低相位或低狀態(tài)？麗輸出驅(qū)動器304。低狀態(tài)？麗驅(qū)動器304可以操作用于通過注入測試電流以及測量電壓降來測試高側(cè)晶體管310是否被激活、操作或激活性傳導(dǎo)，該電壓降例如可以在7(1(1212和接地216之間。驅(qū)動器304還操作用于只要高側(cè)晶體管310傳導(dǎo)則鎖定低側(cè)晶體管312或晶體管柵極控制。類似地，高側(cè)驅(qū)動器302可以操作用于以相同方式監(jiān)控低側(cè)晶體管312傳導(dǎo)性以及如果低側(cè)晶體管312或晶體管開關(guān)導(dǎo)通、操作或被激活則鎖定高側(cè)柵極驅(qū)動器或控制器302。
[0090]所得的輸出因此可以是在節(jié)點306處的？麗輸出，該？麗輸出由兩個獨立的測量形成，該兩個獨立的測量可以均獨立地對？麗的高相位和低相位的持續(xù)時間做出貢獻(xiàn)。這可以實現(xiàn)兩個測量是否彼此對應(yīng)或一起相稱的簡單校驗，這是由于兩者的總和確定？麗載波頻率，該？麗載波頻率應(yīng)該獨立于信號。例如，如果在信號處理分支120或信號處理分支122的計算中出現(xiàn)故障，則值的總和不再等于1，這也意味著信號的周期時間將被改變并且實現(xiàn)對在信號處理中的錯誤的檢測。因此，可以根據(jù)所接收的信號進(jìn)行在傳感器的處理中存在故障的直接識別。在下面進(jìn)一步詳述用于確保數(shù)據(jù)精確性的其它機制和傳感器接口控制。此外，驅(qū)動器級、或者高側(cè)晶體管310或低側(cè)晶體管312的故障也將導(dǎo)致？II輸出的不適當(dāng)操作，如果通過？麗信號的接收器執(zhí)行以下監(jiān)控操作的至少一項則可以高概率地檢測？麗輸出的不適當(dāng)操作:幻邏輯高和低電平的監(jiān)控；以及幻信號的上升和下降時間的監(jiān)控。
[0091]參照圖4，示出了根據(jù)所公開的各個方面的用于將傳感器數(shù)據(jù)與控制單元對接的傳感器接口系統(tǒng)400.。系統(tǒng)400包括與上面所述的相似部件，并且還包括用于操作用于上拉晶體管310和下拉晶體管312的驅(qū)動器或驅(qū)動器電路302和304的？麗控制器402和404。系統(tǒng)400還可以包括具有序列部件406的切換部件403，序列部件406沿著每個分支102和122并且在每個分支內(nèi)、從每個分支的差分路徑之間、或從信號路徑分支120、122之間交替信號或信號路徑。
[0092]切換部件403例如被配置用于沿分支120和122從傳感器元件交換信號路徑或信號分量。切換部件406可以操作用于沿分支120和122在各個點或位置交換信號路徑。例如，在位置410處，交換可以僅在感測元件108和110的輸出之后出現(xiàn)。每個感測元件的信號輸出可以周期性地交換，使得每個分支處理第一數(shù)據(jù)表示形式X和14的兩個信號，除了總和等于1的表示形式之外每個分支可以表示多個不同數(shù)據(jù)表示形式，如前所述，諸如不同的三角表示形式(例如余弦、正弦
110之間的相同感測的量的其它這類數(shù)據(jù)表示形式。
[0093]在另一示例中，分支120和122的信號路徑或信號可以由切換部件406并且在分支路徑的其它多個或一個位置412處以任何數(shù)目的序列被交換。位置412例如可以包括在信號部件112和114內(nèi)的任何部件之后的位置，其中每個信號部件可以包括用于沿諸如0和1之類的范圍正則化信號的正則化部件(未示出)、用于校準(zhǔn)溫度變量的溫度校準(zhǔn)部件(未示出〉、模擬至數(shù)字部件(八00、或包括用于處理和執(zhí)行與每個信號部件相關(guān)的操作的處理器或其它設(shè)備部件的控制單元。
[0094]備選地或附加地，例如切換部件403可以諸如在？麗控制器？麗1 402和？麗2 404之后將一個分支的信號部件的信號路徑與接口 106內(nèi)的另一路徑交換。？麗控制器402和？麗控制器404可以操作用于執(zhí)行脈沖寬度調(diào)制并且在每個輸出處生成脈沖寬度調(diào)制信號。？麗控制器402和404也可以操作用于基于監(jiān)控信號測試驅(qū)動器302和304。？麗控制器402可以操作用于注入測試電流并且測量低側(cè)晶體管312的電壓降，并且如果低側(cè)晶體管傳導(dǎo)則鎖定高側(cè)驅(qū)動器302。此外，？麗2控制器404也可以操作用于確定高側(cè)晶體管310是否傳導(dǎo)并且基于該確定在上拉晶體管310的操作期間鎖定低側(cè)驅(qū)動器或柵極304。高狀態(tài)驅(qū)動器或部件302可以被配置用于從第一信號處理路徑接收第一輸出并且控制上拉晶體管310，而低狀態(tài)驅(qū)動器或部件304被配置用于從第二信號處理路徑接收第二輸出并且控制下拉晶體管312。上拉晶體管310或下拉晶體管312的操作狀態(tài)的持續(xù)時間可以基于沿第一傳感器信號和第二傳感器信號的信號范圍的分離的范圍、或第一傳感器信號或信號分量和第二傳感器信號或信號分量的時域中的分離的時間。
[0095]例如切換部件403被配置用于將針對在第一感測分支120處的處理接收的第一傳感器信號分量與針對在第二感測分支122處的處理接收的第二傳感器信號分量在位置410、412或414的任一位置處交換。備選地或附加地，切換部件403可以操作用于切換切換元件108和110的信號分量的極性。切換部件403還可以包括序列控制器部件406，其被配置用于基于確定上拉晶體管和下拉晶體管的操作狀態(tài)的監(jiān)控信號來控制切換元件403。如上所述，可以由？麗控制器402和404來控制對信號或信號分量的監(jiān)控。備選地，驅(qū)動器電路302和304可以被配置用于生成被傳輸至切換部件406的測試或監(jiān)控信號。
[0096]在一個方面，序列部件406可以啟動信號路徑從一個分支至另一分支或在每個分支之間的切換，使得每個切換路徑處理來自每個傳感器元件或傳感器橋(例如橋式電路等)的一個或多個不同表示形式(例如乂、14、余弦、正弦等)的信號或信號分量。序列可以以不同方式或極性完成。例如，在分支之間或分支內(nèi)的極性切換可以由切換部件403以像++-++-++-之類的非對稱序列來執(zhí)行，在此情形下兩個等同時段可以由進(jìn)行標(biāo)識，該
接收？II調(diào)制信號(未示出)作為具有常規(guī)極性的信號而單個不同時段作為相反極性信號。
[0097]此外，諸如經(jīng)由序列部件406的切換部件403可以被配置為改變載波頻率以用于像長+短-長+短-之類的不同極性。在此情形下，高和低相位的總和的持續(xù)時間可以標(biāo)記數(shù)據(jù)表示形式之間的極性或差異。附加地或備選地，標(biāo)記符可以以像0+1+1+-之類的極性切換序列在已知點被插入(例如，并不落入操作的常規(guī)范圍內(nèi)的短的高低序列)。
[0098]在一個方面，可以由￡^420執(zhí)行不同數(shù)據(jù)表示形式X或14的識別，2^420根據(jù)不同機制諸如經(jīng)由占空比內(nèi)分離的范圍或不同占空比來接收？麗信號。例如，標(biāo)識接收的哪個信號可以是X或14，或在角度傳感器接口的情形下，哪個信號可以是余弦或正弦、相反關(guān)系或其它不同表示形式實現(xiàn)了在分支120和分支122的信號之間的區(qū)分。在一個方面，信號的占空比可以被改變以識別來自信號路徑分支的不同數(shù)據(jù)表示形式。例如，一個占空比可以是另一個的倍數(shù)并且對應(yīng)于針對信號14的分支122，而另一占空比可以標(biāo)識為第一或相反數(shù)據(jù)表示形式X的因子并且例如對應(yīng)于信號分支120。這可以例如在如下情形中操作，其中采樣頻率為高，并且X并不改變太多，或者周期并不顯著改變。在另一方面，占空比和時間幀或信號時段內(nèi)的信號范圍的分離也可以實現(xiàn)不同信號表示形式的標(biāo)識。此外，可以通過時域中的分離來區(qū)分表示形式的差異，其中在時域中在兩個表示形式或信號路徑之間的切換可以連續(xù)地執(zhí)行并且利用整個？麗范圍，其中同步部件操作用于針對信號同步時域。即使信號本身相同，但是不同的表示形式可以實現(xiàn)在接口處的錯誤的檢測。2⑶繼而也能夠識別如何將不同表示形式解譯為實值或函數(shù)值。2⑶或其它控制單元可以被配置用于例如基于對并不對應(yīng)于范圍(例如占空比范圍、時間范圍、頻率范圍或其它差異范圍)中的差異或分離、時域差異或分離或時分復(fù)用中的差異的第一數(shù)據(jù)表示形式或第二數(shù)據(jù)表示形式的檢測來檢測傳感器級、信號處理級或接口的錯誤。
[0099]在另一方面，可以諸如使用看門狗部件或同步部件408針對每個占空比產(chǎn)生內(nèi)部監(jiān)控。同步部件408可以被配置用于確定與第一信號部件和第二信號部件相關(guān)聯(lián)的時間幀，其中第一數(shù)據(jù)表示形式和第二數(shù)據(jù)表示形式基于本文論述的不同的時分復(fù)用或表示形式的其它差異而關(guān)于彼此不同。同步部件408可以通過將？麗時段與在此耦合的獨立振蕩器進(jìn)行內(nèi)部比較來操作看門狗功能。同步部件408可以被配置用于生成信號時段與獨立振蕩器的比較，并且基于該比較來同步或重置生成第一傳感器信號的第一傳感器元件109的時段或生成第二傳感器信號的第二傳感器元件110的時段。
[0100]現(xiàn)在參照圖5，示出了根據(jù)所公開的各個方面的傳感器接口系統(tǒng)的另一示例。傳感器元件108、110例如可以包括操作用于檢測磁場的物理量的傳感器(例如角度傳感器、垂直霍爾傳感器、各向異性磁阻(艦10傳感器、巨磁阻((--)、隧道磁阻(1'服)等)的磁性傳感器元件或橋式電路部件。例如，傳感器元件109可以包括余弦部件108和正弦部件110，余弦部件108和正弦部件110可以駐留在單個裸片或處理芯片區(qū)域上以集成在集成電路上的感測元件。
[0101]感測元件108和110可以操作用于生成旋轉(zhuǎn)磁場的X分量和X分量的差分輸出。輸出可以是差分模擬輸出，其例如在獨立的處理路徑中被進(jìn)一步分別提供給信號處理部件112和114，并且可以包括來自相同傳感器的不同信號、來自不同傳感器的不同傳感器信號、或相同測量的量(例如相同磁場量)的不同數(shù)據(jù)表示形式的不同信號分量(不同極性)以根據(jù)不同表示形式生成單個感測的量的單個信號。感測元件108和110例如可以包括四個或更多八II？元件，其感測磁場的X分量、VI分量(余弦)、以及V分量、和七(正弦)，使得方向和幅度可以分別與余弦函數(shù)和正弦函數(shù)相通。處理分支120例如可以包括余弦量而處理分支122可以包括相通感測的量的正弦量，其中每個分支可以包括用于例如提供對應(yīng)于X值〈X分量和余弦)和V值(7分量和正弦)中的每個值的傳感器數(shù)據(jù)和安全信息作為感測的值或量的單個傳感器信號的不同信號分量的差分信號分支。
[0102]如上論述的信號處理部件112和114可以包括沿獨立的信號處理路徑或流水線的各種信號處理部件，該獨立的信號處理路徑或流水線在相應(yīng)的處理分支120和122內(nèi)彼此獨立，使得在路徑之間沒有固定連接，并且沿每個部件的處理獨立于另一處理分支的部件。在一個方面，例如在用于提供來自接口系統(tǒng)500的輸出信號的節(jié)點306處僅可以看見永久的物理連接，該輸出信號是不同數(shù)據(jù)表示形式的函數(shù)。每個信號處理部件112、114可以包括用于正則化范圍(例如0至1)的正則化部件、溫度校準(zhǔn)部件、濾波器、計算部件(例如001x11(3、角度計算等)、模擬至數(shù)字部件(八00、或包括用于處理和執(zhí)行與每個信號處理部件相關(guān)的操作的處理器或其它設(shè)備部件的控制單元中的一個或多個。
[0103]分支120和122中的每個還包括角度部件502，其可以確定源自信號處理部件112和114的輸出的角度。角度部件502包括反正切部件504和反正切部件506，其分別操作用于確定取決于所接收的相應(yīng)信號的角度。雖然反正切部件504示出為反正切7八并且反正切部件506示出為反正切1/7，但是每個部件可以充當(dāng)用于確定角度計算的任一者或兩者。反正切部件504、506中的每個可以獨立于彼此，并且輸出可以被處理為如下總和，該總和等于1或不同值以用于識別為任一分支120或122，或例如識別為源自傳感器元件108或110。備選地，也可以利用識別信號來源的其它裝置，如上所述并且在下文中進(jìn)一步詳述。
[0104]切換部件403可以被配置用于沿信號處理分支切換正弦和余弦信號，或在傳感器的測量值或參考值之間切換。切換部件403可以還包括用于根據(jù)一個或多個序列在第一處理分支120和第二處理分支122之間切換信號路徑的排序和同步部件。切換的序列可以取決于看門狗或振蕩器(例如同步部件408)部件，其例如確定時段的重置并且監(jiān)控時段容差。切換部件403可以將來自不同處理分支的信號在不同位置(諸如沿其中的傳感器處理部件112和114的多個部件內(nèi)的點在傳感器處理部件112或114之前、在角度部件502之前、或在角度部件502之后并且在用于在節(jié)點或輸出路徑處的？麗輸出生成的接口控制部件106之前)處從第一分支120交換到第二分支122，或反之亦然。
[0105]參照圖6，示出了不同信號的圖示。例如，繪圖600表示了在處理分支120和處理分支122中的點處的信號示例。X軸表示按度數(shù)計的角度，而7軸表示由角度部件502計算的每個信號路徑的反正切。點線表示與處理分支120對應(yīng)的信號計算，而虛線表示與處理分支122對應(yīng)的信號計算。實線表示兩個計算或兩個傳感器元件的總和，其中X和14的輸出被一起處理為總和，并且可以被用于確定是否已經(jīng)出現(xiàn)錯誤。
[0106]在一個方面，不同信號可以是不同表示形式，諸如相反表示形式或其它不同表示形式，該其它不同表示形式可以是相同感測的物理量比例的線性或其它表示形式。通過經(jīng)由切換部件403切換信號，以正確的方式沿著整個信號路徑行進(jìn)，使得如果未實現(xiàn)預(yù)先確定的值，則可以標(biāo)識錯誤，諸如固定故障的檢測。在值之間的預(yù)先確定的切換可以完全包括感測信息，諸如當(dāng)在角度傳感器的正弦信號分量或余弦信號分量之間切換時的情形，該正弦信號分量或余弦信號分量可以是來自傳感器元件或傳感器橋式部件的相同測量的量的正弦或余弦量。
[0107]在另一方面，可以不同地限定接口協(xié)議，使得諸如經(jīng)由接口部件212之類的接口系統(tǒng)可操作用于從不同表示形式之間指示差異來源。例如，可以經(jīng)由信號范圍的分離來執(zhí)行不同信號處理分支120和122的信號之間的差異的來源的指示。例如可以在占空比的范圍內(nèi)分離？麗信號，使得占空比的范圍的第一半部提供來自第一傳感器元件的一個信號的表示形式，而占空比的范圍的另一或第二半部可以對應(yīng)于第二數(shù)據(jù)表示形式。備選地或附加地，可以經(jīng)由頻域或時域的分離來識別差異的來源，其中切換部件403可以在利用整個或完整？麗范圍的兩個不同數(shù)據(jù)表示形式之間連續(xù)地切換。在后者的情形中，切換部件403的同步部件可以用于確保識別適當(dāng)?shù)臅r間幀。
[0108]參照圖73，示出了用于感測的量的信號表示形式的集合，針對具有沿X軸表示的值(例如量、測量、幅度或類似值)的時間幀和沿7軸表示占空比百分比繪制該集合?？梢杂衫L圖702表示由每個傳感器元件108和110檢測的感測的量。以不同的表示形式傳遞相同值/信號值，并且將范圍分裂成在時間幀之上的占空比的分離的范圍的兩個區(qū)域或部分。因此，繪圖704示出了感測的量的一個數(shù)據(jù)表示形式，而繪圖706示出了相同感測的量的另一數(shù)據(jù)表示形式，其中繪圖704和706均提供沿占空比的信號的不同范圍以區(qū)分相同感測的量，通過沿接口的不同信號傳輸路徑提供來自不同傳感器元件的相同感測的量。這使得接口能夠在交叉模式(例如在不同傳感器元件的不同數(shù)據(jù)表示形式的信號分量被交換的情形中)或正常模式(例如在對應(yīng)分支的傳感器元件生成的信號分量的情形中)之間區(qū)分，以便確定所接收的信號源自接口的哪個傳感器元件或信號支路。例如，可以使用一個時間幀的占空比的25%和另一時間幀的75%遞送值50，使得值、或感測的量是相同的。每個數(shù)據(jù)表示形式在兩個傳感器元件108、110之間是唯一的或不同的，并且在或其它控制單元處能夠被標(biāo)識。
[0109]例如角度傳感器可以具有上述的傳感器元件108和110，傳感器元件108和110已經(jīng)提供關(guān)于彼此的不同表示形式的感測的數(shù)據(jù)，使得傳感器元件108總傳輸正弦值，而傳感器元件110總傳輸余弦值，以例如用于確定所得角度。由于來自每個傳感器元件的信號分量被切換(例如在傳感器元件108、110內(nèi)改變極性)，因此所得角度可以是不同的，并且由本文所論述的不同的表示形式的至少一種傳遞。
[0110]參照圖幾，示出了根據(jù)所公開的各個方面的沿著傳感器接口系統(tǒng)的至少一個分支的信號的脈沖串。脈沖串710展示了可以沿所論述的接口系統(tǒng)的至少一個信號分支接收的信號的兩種不同數(shù)據(jù)表示形式，其中例如經(jīng)由切換部件403進(jìn)行分支信號的切換。根據(jù)時域中的分離表示數(shù)據(jù)，其中一個數(shù)據(jù)表示形式的？麗信號在時域中相比于另一數(shù)據(jù)表示形式被分離，并且對應(yīng)的值根據(jù)分離而不同。例如，值50可以表示為時間幀1中的時間的25 %占空比和時間幀2的75 %占空比。響應(yīng)于接口系統(tǒng)的接口部件或另一部件接收對應(yīng)于不同時間幀的不同數(shù)據(jù)表示形式，接口部件可以操作用于基于時域中的預(yù)先確定的分離來計算返回原始值。也構(gòu)思了其它不同的表示形式，并且表示形式不限于本文所論述的任何一種特定示例。
[0111]參照圖83，示出了信號繪圖800的集合，其示出了由檢測相同感測的量的不同傳感器元件提供的信號的不同表示形式。在另一方面，在繪圖802中示出的相同值或感測的量可以經(jīng)由如繪圖804和806所示的相同范圍內(nèi)的不同表示形式進(jìn)行傳遞，但是相同值或感測的量被時分復(fù)用，使得信號例如在序列(例如交替序列)中在時間段或時間幀的不同部分中占空比上不同地出現(xiàn)。在一個示例中，沿感測的量的繪圖的環(huán)表示的值25可以表示在繪圖804中的一個時間幀(例如時間幀1)的25%占空比以及第二時間幀(例如時間幀2)的75%占空比。表示形式不是如此地唯一的，并且因此時間幀可以例如根據(jù)同步或同步部件408而彼此區(qū)分。
[0112]圖86示出了脈沖串810，其示出了例如經(jīng)由同步部件408的同步812。信號范圍也可以限制為包括5%至95%，或一些其它不同范圍，使得范圍外的信號可以用于同步，該同步用于確定接收的是哪個時段或時間幀(例如時間幀1或時間幀2)以及用于確定信號的來源。在同步812之后，接口接收部件可以操作用于標(biāo)識數(shù)據(jù)。在兩個表示形式之間切換基于例如在處理芯片的相同裸片區(qū)域上限定傳感器元件的傳感器橋中交叉或倒轉(zhuǎn)正弦或余弦。
[0113]現(xiàn)在參照圖9，示出了繪圖900的集合，其示出了傳遞函數(shù)和計算的角度的被發(fā)送的？麗數(shù)據(jù)。為了確保沒有信號路徑分支具有在接口系統(tǒng)的每個分支的處理操作中出現(xiàn)的固定故障或故障，可以在繪圖中交叉或倒轉(zhuǎn)信號路徑。這導(dǎo)致計算的角度的不同傳遞函數(shù)，如測量的角度比對機械角度的角度傳遞函數(shù)繪圖902所指示。繪圖904表示在組合的兩個不同數(shù)據(jù)表示形式之間的占空比比對機械角度或參考角度的發(fā)送的？麗數(shù)據(jù)的傳遞函數(shù)，而繪圖906表示與占空比的保護(hù)帶)32111(1)或變窄區(qū)域組合的所發(fā)送的？麗數(shù)據(jù)，用于進(jìn)一步傳遞狀態(tài)信息和/或同步。附加的保護(hù)帶區(qū)域可以使得信號能夠傳輸錯誤編碼以及用于通過以占空比范圍或比整個范圍少的其它范圍傳輸來確定信號傳輸中的錯誤的又一些數(shù)據(jù)。
[0114]參照圖10，示出了根據(jù)所公開的方面的包括信號處理分支的傳感器接口系統(tǒng)。傳感器接口系統(tǒng)1000包括沿每個處理分支120、122的差分信號路徑。切換部件(未示出)可以例如操作用于相對于每個處理分支120或122內(nèi)的另一路徑倒轉(zhuǎn)每個路徑的值。在一個方面，分支120的信號可以關(guān)于分支122的信號倒轉(zhuǎn)。在另一方面，對應(yīng)傳感器兀件108的每個信號處理路徑或分支120的信號例如可以在路徑分支120內(nèi)按序列被切換或交換。類似地，可以在分支122的差分路徑之間切換信號處理分支122。在一個示例中，如上所述，每個分支的信號可以被倒轉(zhuǎn)，這或者在具有不同極性的每個分支120、122的差分處理路徑內(nèi)，或者在不同分支120、122之間。
[0115]參照圖11，示出了繪圖1100的集合，其示出了使用倒轉(zhuǎn)的正弦和余弦信號傳輸?shù)慕?jīng)計算的角度的傳遞函數(shù)和？麗數(shù)據(jù)。為了確保沒有信號路徑分支在接口系統(tǒng)中的每個分支的一個或多個部件的處理操作中出現(xiàn)固定故障或故障，在繪圖中可以交叉或倒轉(zhuǎn)信號路徑。這導(dǎo)致計算的角度的不同傳遞函數(shù)，如測量的角度比對機械角度的角度傳遞函數(shù)繪圖1102所指示。繪圖1104表示占空比的？麗數(shù)據(jù)比對經(jīng)組合的兩個不同數(shù)據(jù)表示形式之間的機械或參考角度的傳遞函數(shù)。繪圖1106表示使用占空比的保護(hù)帶或變窄區(qū)域組合的所發(fā)送的？麗數(shù)據(jù)，以用于又一些傳遞狀態(tài)信息和丨或同步。兩個不同表示形式仍是唯一的，并且使得控制單元(例如或其它接收部件能夠計算機械角度。
[0116]雖然在本公開內(nèi)描述的方法被作為一系列動作或事件而示出和描述，但是可以理解，所示的這類動作或時間的順序并不被解讀為限制意義。例如，除了本文所示和/或描述的一些動作或事件之外，一些動作可以以不同順序出現(xiàn)和/或與其它一些動作或事件并行地出現(xiàn)。此外，并非所有所示動作可以被要求實施本文描述的一個或多個方面或?qū)嵤├?。此夕卜，本文描述的動作的一個或多個可以在一個或多個分離地動作和/或階段中執(zhí)行。
[0117]參照圖12，示出了根據(jù)所公開的一些方面的傳感器接口系統(tǒng)的方法1200。方法1200在1202處開始，并且包括將來自第一感測元件(例如108)的感測的量的第一信號分量或第一數(shù)據(jù)表示形式提供給第一信號處理路徑(例如，信號處理分支120)。
[0118]在1204處，該方法包括在第一信號處理路徑內(nèi)以不同表示形式將來自第二感測元件的相同感測的量的第二信號分量或第二數(shù)據(jù)表示形式提供給第二信號處理路徑(例如分支122),動作1204可以與動作1202并行、與1202同時或與動作1202在近似相同時間處。
[0119]在1206處，在節(jié)點處根據(jù)或基于第一信號和第二信號或第一信號分量或數(shù)據(jù)表示形式和第二信號分量或數(shù)據(jù)表示形式生成輸出信號(例如或數(shù)字接口輸出信號)。
[0120]方法1200還可以包括基于切換序列將感測的量的第一信號分量或數(shù)據(jù)表示形式切換或交替至第二信號分量或數(shù)據(jù)表示形式。不同信號分量或數(shù)據(jù)表示形式可以來自不同的路徑或在每個路徑內(nèi)，在每個路徑內(nèi)，第一信號處理路徑或分支以及第二信號處理路徑或分支可以在表示形式方面關(guān)于彼此不同，例如作為正弦信號或余弦信號，或作為倒轉(zhuǎn)信號。例如可以通過范圍中的分離來不同地表示信號，該范圍諸如占空比的范圍，使得每個信號的來源(第一傳感器元件或第二傳感器元件)能夠經(jīng)由信號中的不同范圍進(jìn)行區(qū)分。例如，來自兩個傳感器元件的每個信號可以包括占空比的不同百分比。備選地或附加地，可以在頻域或時域中產(chǎn)生分離。信號也可以時分復(fù)用，并且時間周期可以被例如具有振蕩器的同步部件標(biāo)識。
[0121]方法1200還可以包括將測試信號提供給接口部件的上拉晶體管以及將測試信號提供給下拉晶體管，以確定上拉晶體管和下拉晶體管的操作狀態(tài)，該上拉晶體管耦合至第一信號處理路徑，并且該下拉晶體管耦合至第二信號處理路徑。響應(yīng)于確定操作狀態(tài)，感測的量的第一信號可以與第二信號處理路徑切換或交換，而感測的量的第二信號可以與第一信號處理路徑切換。
[0122]雖然已經(jīng)關(guān)于一個或多個實現(xiàn)方式顯示和描述了本公開，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解該說明書和所附附圖之后可以想到等同替換和修改。此外，可以理解，諸如“第一”和“第二”之類的標(biāo)識符并不暗示關(guān)于其它元件的任何類型的排序或布置，而是“第一”和“第二”和其它類似標(biāo)識符僅是通用標(biāo)識符。此外，可以理解，術(shù)語“耦合”包括直接和間接耦合。本公開包所有這類修改和替換，并且僅由所附權(quán)利要求書的范圍限制。具體關(guān)于上述部件(例如元件和/或資源)執(zhí)行的各種功能而言，用于描述這類部件的術(shù)語旨在對應(yīng)于執(zhí)行所描述部件的具體功能(例如在功能上等同)的任何部件，除非另有指示，即使該任何部件在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本公開的示出的具體實現(xiàn)方式。此外，雖然已經(jīng)關(guān)于若干實現(xiàn)方式中的僅一個公開了本公開的具體特征，但是這類特征可以針對任何給定或特定應(yīng)用期望地和有利地與其它實現(xiàn)方式的一個或多個其它特征進(jìn)行組合。此外，本申請和所附權(quán)利要求書中使用的冠詞“一個”和“一種”被解釋為意指“一個或多個”。
[0123]此外，就術(shù)語“包括”、“具有”、“包含”、“含有”及其變體在具體實施例或權(quán)利要求書中的使用而言，這類術(shù)語旨在以類似于術(shù)語“包括”相似的方式為包含性的。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器系統(tǒng),包括: 傳感器級，其包括傳感器的至少一個傳感器元件，所述傳感器級被配置用于提供第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量和第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量以用于生成不同表示形式的感測的量的傳感器信號； 信號處理級，其耦合至所述傳感器級，所述信號處理級包括第一信號處理分支，所述第一信號處理分支被配置用于對第一傳感器元件的所述第一信號分量和第二傳感器元件的所述第二信號分量進(jìn)行操作；以及 接口，其被配置用于向節(jié)點提供取決于所述第一信號分量和所述第二信號分量的所述傳感器信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述第一信號分量和所述第二信號分量包括彼此成比例的關(guān)系，并且根據(jù)所述感測的量的不同表示形式而不同，所述不同表示形式包括所述感測的量的不同的三角表示形式或不同的相反表示形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 控制單元部件，被配置用于基于檢測所述第一數(shù)據(jù)表示形式或所述第二數(shù)據(jù)表示形式不對應(yīng)于范圍中的分離或時域中的分離來檢測所述傳感器級、所述信號處理級或所述接口的錯誤。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 切換部件，被配置用于使被接收以用于在第一感測分支處進(jìn)行處理的所述第一信號分量與被接收以用于在第二感測分支處進(jìn)行處理的所述第二信號分量交替，或使在所述第一感測分支處的所述第一信號分量的極性交替。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 序列控制器，被配置用于基于監(jiān)控信號的集合來控制所述切換部件，所述監(jiān)控信號的集合被配置用于確定上拉晶體管和下拉晶體管的操作狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 同步部件，被配置用于確定與所述第一信號分量和所述第二信號分量相關(guān)聯(lián)的時間幀，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于不同的時分復(fù)用相對于彼此而不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器系統(tǒng)，其中所述同步部件還被配置用于生成調(diào)制信號周期與獨立振蕩器的比較，并且基于所述比較對所述至少一個傳感器元件進(jìn)行同步。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 高狀態(tài)部件，被配置用于從第一傳感器元件的所述第一信號處理路徑接收第一輸出并且控制上拉晶體管，以及 低狀態(tài)部件，被配置用于從耦合至第二傳感器元件的第二信號處理路徑接收第二輸出并且控制下拉晶體管， 其中所述上拉晶體管和所述下拉晶體管的操作狀態(tài)的持續(xù)時間基于沿所述第一信號分量和所述第二信號分量的信號范圍的分離的范圍，或所述第一信號分量和所述第二信號分量的時域中的分離的時間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 低側(cè)控制器，被配置用于基于確定所述高狀態(tài)部件是否主動地操作所述上拉晶體管來鎖定所述低狀態(tài)部件；以及 高側(cè)控制器，被配置用于基于確定所述低狀態(tài)部件是否主動地操作所述下拉晶體管來鎖定所述聞狀態(tài)部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器系統(tǒng)，還包括: 切換部件，被配置用于在所述第一信號處理分支和第二信號處理分支內(nèi)使來自所述第一傳感器元件的所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的所述第一信號分量與相同的感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式的所述第二信號分量交替，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于占空比的范圍的分離而不同。
11.一種用于在至少一個傳感器和引擎控制單元之間對接一個或多個傳感器信號的傳感器接口模塊，包括: 第一傳感器元件，被配置用于傳輸?shù)谝粩?shù)據(jù)表示形式的測量的量； 第二傳感器元件，被配置用于傳輸?shù)诙?shù)據(jù)表示形式的所述測量的量； 切換部件，被配置用于在傳輸所述測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式和傳輸所述測量的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式之間交換；以及 接口部件，被配置用于取決于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式生成去往節(jié)點的輸出信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，其中所述引擎控制單元被配置用于在所述節(jié)點處接收所述輸出信號，并且基于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式解譯所述輸出信號，所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式取決于在占空比范圍、時域范圍或時分復(fù)用中的至少一個中的分離而彼此不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式分別包括總和的至少一個第一加數(shù)和所述總和的第二加數(shù)、余弦表示形式和正弦表示形式、或第一相反表示形式和第二相反表示形式。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，還包括: 同步部件，被配置用于生成所述輸出信號的調(diào)制信號周期與獨立振蕩器的比較，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式基于時域中的分離的時間而不同。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，其中所述第一傳感器元件包括被配置用于生成所測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一傳感器橋并且所述第二傳感器元件包括被配置用于生成所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二傳感器橋，以包括彼此成比例的關(guān)系并且根據(jù)所測量的量的不同表示形式而不同，所述不同表示形式包括所述測量的量的不同的三角表示形式或不同的相反表示形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，其中所述切換部件還被配置用于在第一信號處理路徑和第二信號處理路徑之前、在所述第一信號處理路徑和所述第二信號處理路徑之后或在所述接口部件內(nèi)，在所述第一信號處理路徑和所述第二信號處理路徑之間交換所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量和所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器接口模塊，其中所述切換部件還被配置用于基于非對稱序列、基于不同持續(xù)時間、或基于標(biāo)識符，來交換所述第一傳感器元件和所述第二傳感器元件的不同極性以傳輸所測量的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式，所述非對稱序列用于標(biāo)識對應(yīng)于所述極性的至少兩個時間段，所述標(biāo)識符被插入到用于交換所述極性的交換序列中的點中。
18.一種用于傳感器接口的方法，包括: 由第一感測元件提供感測的量的第一數(shù)據(jù)表示形式； 由第二感測元件提供所述感測的量的第二數(shù)據(jù)表示形式，所述第二數(shù)據(jù)表示形式是與所述第一數(shù)據(jù)表示形式不同的表示形式；以及 基于所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式生成去往節(jié)點的輸出信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 基于切換序列將所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式切換至所述感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式，所述切換序列取決于不同占空比范圍、時域中的不同時間、相同范圍但是不同時分復(fù)用操作中的至少一個。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述不同占空比范圍或所述相同范圍包括少于整個范圍以便于在所述整個范圍的保護(hù)帶部分內(nèi)傳輸狀態(tài)信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 生成所述第一數(shù)據(jù)表示形式作為正弦信號、關(guān)于所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第一倒轉(zhuǎn)信號或總和的第一加數(shù)；以及 生成所述第二數(shù)據(jù)表示形式作為余弦信號、關(guān)于所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第二倒轉(zhuǎn)信號或所述總和的第二加數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 將測試信號提供給耦合至第一信號處理路徑的上拉晶體管或耦合至第二信號處理路徑的下拉晶體管中的至少一個以確定操作狀態(tài)；以及 響應(yīng)于所述操作狀態(tài)，將來自所述第一信號處理路徑的所述感測的量的所述第一數(shù)據(jù)表示形式的第一信號分量切換至來自所述第二信號處理路徑的所述感測的量的所述第二數(shù)據(jù)表示形式的第二信號分量。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 取決于占空比范圍中的差異、時間范圍中的差異、或時分復(fù)用中的差異基于所述感測的量的被不同地傳輸?shù)乃龅谝粩?shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式來確定所述輸出信號中的正確值或錯誤。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括: 將所述輸出信號的調(diào)制信號周期與振蕩器比較，其中所述第一數(shù)據(jù)表示形式和所述第二數(shù)據(jù)表示形式具有相同的占空比范圍和彼此不同的時分復(fù)用。
【文檔編號】G01D18/00GK104296794SQ201410342152
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月17日
【發(fā)明者】C·雷德爾, W·格拉尼格, H·威特施尼格, D·哈默施密特 申請人:英飛凌科技股份有限公司