CN108020254A - 信号协议故障检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

在系统诸如传感器系统中可以产生并提供系统的输出信号，例如对应于所感测特性的传感器的输出。响应于检测到错误，可以调节输出信号以产生错误指示信号脉冲以指示已经检测到错误。可以随后调节输出信号以返回至对应于所感测特性的信号水平。响应于解决了错误，可以产生错误解决信号脉冲。

Description

信号协议故障检测系统和方法
技术领域
本专利申请要求2016年11月4日提交的、主题为“PWM PROTOCOL WITH 3RDCURRENT LEVEL FOR STANDSTILL AND SAFETY”美国临时专利申请No.62/417,749的权益，该申请在此通过全文引用的方式并入本文。
技术领域
在此所述的实施例通常涉及信号处理以及故障检测系统和方法，包括在传感器系统中的故障检测信号系统和方法。
背景技术
在操作期间，具有一个或多个传感器的传感系统可以不正确地操作。例如，传感器可以发生一个或多个故障或者另外无法适当地操作。控制单元诸如控制器可以不知晓传感器的操作状态，其可以包括系统的整体操作。
附图说明
在此包括的并且形成了说明书一部分的附图图示了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用于解释实施例的原理并且使得本领域技术人员能够制造并使用实施例。
图1说明了根据本公开的示例性实施例的传感器环境。
图2A说明了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。
图2B说明了根据本公开的示例性实施例的传感器系统。
图3说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图4说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图5说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图6说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图7说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图8说明了根据本公开的示例性实施例的传感器输出的绘图。
图9说明了根据本公开的示例性实施例的感测方法的流程图。
本公开的示例性实施例将参照附图描述。其中元件首次出现的附图通常由对应参考数字中最左侧数位指示。
具体实施方式
在以下说明书中，阐述数个具体细节以便于提供本公开的实施例的全面理解。然而，对于本领域技术人员明显的是，可以不采用这些具体细节实施包括结构、系统和方法的实施例。说明书以及表述在此是由本领域有经验或熟练的那些人员所使用的普通含义以最有效地向本领域技术人员传达他们操作的要义。在其他情形中，尚未详细描述广泛已知的方法、工序、部件和电路以避免不必要的模糊本公开的实施例。
参照具有一个或多个传感器(例如被配置用于测量例如旋转物体的旋转速度和/或方向的磁阻传感器)的感测系统而描述实施例。可以配置系统以执行一个或多个信号处理操作和/或使用信号协议以用于操作状态检测和通知。例如，可以配置一个或多个传感器以使用一个或多个信号协议向一个或多个装置(例如控制器、传输控制器等)提供其操作状态。然而，本公开不限于感测系统中传感器的类型，或者特定的感测系统。实施例可以实施在其他类型系统中，其中系统的部件可以利用根据在此所述实施例的一个或多个信号协议以用于操作状态检测和部件通知(包括错误/故障检测和通知)。
作为概述，实施例涉及配置用于执行一个或多个自我诊断操作以例如检测一个或多个内部故障或错误的方法和传感器系统。功能安全地，自我诊断操作改进了系统的操作并且改进了传感器输出信号和由控制器(例如信号处理器、传输控制器等)对这些信号处理的精确度。这些和其他实施例也提供了如在此所述的额外的益处和优点。
在一个或多个示例性实施例中，一个或多个传感器可以被配置为感测一个或多个物理特性并且产生对应于所检测特性的输出信号。可以在特定信号水平下产生输出信号，诸如在特定的电压和/或电流水平下。例如，传感器可以包括一个或多个电流源，被配置用于在一个或多个电流水平下产生输出信号。在示例性实施例中，输出信号的幅度(例如电流水平)可以在第一幅度值和第二幅度值之间交替变化。输出信号可以是周期性或非周期性的。例如，输出信号可以在7mA和14mA的信号水平之间交变，但是不限于这些示例性值。信号水平可以具有其他幅度，如由相关领域普通技术人员所理解的。
传感器可以被配置为一旦检测到内部故障或错误，在不同于用于反映所感测物理特性的信号水平(例如7mA和14mA)的第三信号水平(幅度)下产生输出信号。在示例性实施例中，第三信号水平可以具有例如3mA的幅度，但是不限于此。在该示例中，配置传感器以产生在7mA和14mA之间转换的输出信号以反映所感测的物理特性并且在3mA的幅度下用于内部错误处理(例如错误检测通知，错误解决通知)。例如，在3mA下的输出信号可以用于指示已经检测到内部故障或错误(例如由传感器)，和/或已经解决了内部故障或错误。本公开不限于这些信号水平和这些示例性幅度(例如3，7，14mA)，并且示例性实施例可以包括具有诸如7mA，14mA和28mA值的幅度，或者如由相关领域普通技术人员所理解的其他幅度值。在其中传感器配置用于7mA、14mA和28mA的幅度的实施例中，可以配置传感器以输出具有在例如14mA和28mA之间转换的幅度的输出信号以反映所感测的物理特性并且输出在7mA的幅度下的输出信号以用于错误检测处理(例如作为对于所检测错误的通知)。
在操作中，当传感器检测到内部故障或错误时，传感器可以进入所谓的“安全状态”。在安全状态，传感器可以被配置为调节输出信号的幅度从感测信号水平(例如7mA和14mA)至错误信号水平(例如3mA)。在示例性实施例中，传感器可以在错误信号水平下产生信号脉冲以产生错误指示信号脉冲和/或错误解决信号脉冲。错误指示信号脉冲和错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以不同或相同。在操作中，错误指示信号脉冲提供已经(例如由传感器)检测到错误的指示。类似地，错误解决信号脉冲提供了已经解决、减轻了所检测到错误、或者已经另外减小了该错误的影响的指示。
在示例性实施例中，对应信号脉冲的脉冲宽度可以是固定或可变的。例如，错误指示信号脉冲的脉冲宽度可以取决于已经检测到的错误的特性类型。在该示例中，错误指示信号的脉冲宽度可以指示已经检测到错误的类型。类似地，错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以取决于所检测的错误的已识别原因，和/或错误已经解决的程度。例如，错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以反映所检测错误的特性原因，和/或反映错误是否被部分或完全解决。在一个或多个实施例中，错误指示信号脉冲的脉冲宽度可以额外地或备选地用作错误的检测到原因的指示符。
在示例性实施例中，传感器被配置成在错误指示信号脉冲之后调节信号水平，以将输出信号返回至感测信号水平(例如7mA和14mA)。在该示例中，传感器被配置为在检测到错误之后但是在已经解决错误之前而提供至对应于所感测物理特性的输出信号。也即，传感器被配置为输出对应于在错误检测和错误解决之间的时间段期间(也即在传感器的安全状态或错误状态操作期间)的感测特性的输出信号。在该示例中，传感器可以继续有利地提供对应于所感测物理特性的输出信号，甚至在已经检测到错误之后，而不是例如将输出信号维持在错误信号水平幅度下直至已经解决了错误。因此，控制器或利用输出信号的其他装置可以继续在错误(安全)操作状态期间接收关于所感测物理特性的信息。尽管由于所检测到错误该输出信号可以受损，控制器或接收和/或处理了输出信号的其他装置可以假定之前接收了错误指示信号脉冲而考虑该可能性。
实施例由此可以提供改进的错误检测和通知而同时也改进了其中由传感器提供所感测特性信息的时间段(也即实施例可以减小其中传感器并未提供对应于错误状态期间所感测物理特性的输出信号的停机时间)。这些和其他实施例也提供了如在此所述的额外益处和优点。
图1说明了根据本公开的示例性实施例的传感器环境100。在示例性实施例中，传感器环境100包括经由通信路径107耦合至控制器110的传感器系统105。通信路径107可以将传感器系统105和控制器110通信地和/或电气地耦合在一起。在操作中，可以配置传感器系统105以感测一个或多个物理特性并且产生和输出对应于所感测物理特性的信号。传感器系统105可以经由通信路径107提供输出信号至控制器110。在示例性实施例中，可以在特定信号水平下产生输出信号，诸如特定的电压和/或电流水平。例如，传感器系统105可以包括一个或多个电流和/或电压源，被配置用于在一个或多个电流和/或电压水平下产生输出信号。在示例性实施例中，输出信号的幅度(例如电流水平)可以在第一幅度值和第二幅度值之间交变，这可以称作感测信号水平。输出信号可以是周期性或非周期性的。日，输出信号可以在7mA和14mA的信号水平之间交变，但是不限于这些示例性值。信号水平可以具有其他幅度，如由相关领域普通技术人员所理解的。
传感器系统105可以被配置为一旦检测到内部故障或错误则产生在第三信号水平(幅度)的输出信号，该输出信号不同于用于反映所感测物理特性的感测信号水平(例如7mA和14mA)。在示例性实施例中，第三信号水平(也即错误信号水平)可以具有例如3mA的幅度。在该示例中，传感器系统105被配置为在例如7mA和14mA之间转换的感测信号水平下、或者在用于内部错误处理(例如错误检测通知、错误解决通知)的错误信号水平(例如3mA的幅度)下产生输出信号以反映所感测的物理特性。例如，在错误信号水平下的输出信号可以用于指示已经检测到内部故障或错误，和/或已经解决了内部故障或错误。本公开不限于这些信号水平和这些示例性幅度(例如3、7、14mA)，并且示例性实施例可以包括具有其他值，诸如例如7mA、14mA和27mA的幅度，或者如相关领域普通技术人员将理解的其他幅度值。在其中传感器被配置用于7mA、14mA和28mA的幅度的实施例中，传感器系统105可以被配置为输出具有在14mA和28mA之间转换的幅度的输出信号以反映所感测的物理特性并输出在7mA的幅度下的输出信号以用于错误检测处理。
在操作中，当传感器系统105检测到内部故障或错误时，传感器系统105可以进入安全状态。在安全状态，传感器系统105可以被配置为将输出信号的幅度从感测信号水平(例如7mA和14mA)调节至错误信号水平(例如3mA)。在示例性实施例中，传感器系统105可以产生在错误信号水平下的信号脉冲以产生错误指示信号脉冲和/或错误解决信号脉冲。错误指示信号脉冲和错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以不同或相同。在操作中，错误指示信号脉冲提供了已经由传感器系统105检测到错误的指示。类似地，错误解决信号脉冲提供已经解决或减轻了所检测错误、或者已经另外减小了该错误的影响的指示。
在示例性实施例中，对应的信号脉冲的脉冲宽度可以是固定或可变的。例如，错误指示信号脉冲的脉冲宽度可以取决于例如已经由传感器系统105检测到错误的特定类型。在该示例中，错误指示信号的脉冲宽度可以指示已经检测到的错误的类型。类似地，错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以取决于所检测错误的已识别原因，和/或错误已经解决的程度。例如，错误解决信号脉冲的脉冲宽度可以反映所检测错误的特定原因，和/或反映是否部分地或完全地解决了错误。在一个或多个实施例中，错误指示信号脉冲的脉冲宽度可以额外地或备选地用作所检测的错误原因的指示符。在其他实施例中，错误解决信号脉冲可以采用脉冲宽度配置以指示所检测错误的影响已经增大、减小或保持相同。
在示例性实施例中，传感器系统105被配置为在错误指示信号脉冲之后调节信号水平，以将输出信号返回至感测信号水平(例如7mA和14mA)。在该示例中，传感器系统105被配置为在检测到错误之后但是在已经解决了错误之前提供对应于所感测物理特性的输出信号。也即，传感器系统105被配置为在错误检测和错误解决之间时间段期间(也即在传感器系统105的安全状态/错误状态操作之间)输出对应于所感测特性的输出信号。在该示例中，传感器系统105可以继续有利地提供对应于所感测物理特性的输出信号，甚至在已经检测到错误之后，而不是例如将输出信号维持在错误信号水平幅度下直至已经解决了错误。因此，控制器110(和/或利用输出信号的其他装置)可以继续在错误操作(安全)状态期间接收关于所感测物理特性的信息。尽管该输出信号可以由于检测到的错误而受损，但是处理输出信号的控制器110(或其他装置)可以考虑信号的潜在受损状态，因为基于接收到错误指示信号脉冲而之前就通知了控制器110。
控制器110可以被配置为对输出信号执行一个或多个信号处理操作，控制传感器环境100的整体操作，包括控制传感器系统105的操作，和/或提供所接收的输出信号、和/或已处理的输出信号(也即已经由控制器110处理过的输出信号)至传感器环境100的一个或多个其他部件和/或实施了传感器环境100的系统或装置的一个或多个部件。在示例性实施例中，控制器110是传动系统的传动控制器，但是不限于此。在该示例中，传感器系统105被配置为感测转换系统的旋转物体(例如凸轮轴杆)的旋转速度和/或旋转方向。
在示例性实施例中，传感器系统105是磁阻感测系统，其包括被配置用于感测旋转物体(例如旋转的齿轮或极轮)的旋转速度和/或方向的一个或多个磁阻传感器。磁阻传感器可以包括与例如旋转的齿轮或极轮以及背部偏置磁体相关联的一个或多个磁场传感器，其中磁场传感器被配置为感测例如旋转物体(例如包括齿轮或极轮的凸轮轴杆)的旋转和/或位置。本公开不限于感测系统中传感器的类型，或者特定的感测系统。进一步，传感器系统105可以包括被配置用于感测一个或多个其他物理特性(例如温度、场幅度等)的一个或多个其他传感器。
图2A说明了根据本公开的示例性实施例的传感器系统205。传感器系统205是图1的传感器系统105的实施例。图2B说明了传感器系统205的备选实施例，其中故障检测器240实施在传感器电路220中。
在示例性的实施例中，传感器系统205包括到一个或多个传感器215.1至215.N，传感器电路220，以及故障检测器240。传感器215.1至215.N可以被配置用于感测一个或多个物理特性并且提供对应于所感测物理特性的感测信息至传感器电路220。在示例性的实施例中，传感器215.1至215.N包括被配置用于执行对应传感器215的一个或多个操作和/或功能的处理器电路，包括例如感测一个或多个物理特性并产生和提供对应的感测信息。
在示例性实施例中，传感器215中的一个或多个是被配置用于感测旋转物体(例如旋转齿轮或极轮)的旋转速度和/或方向的磁阻传感器。磁阻传感器可以包括与例如旋转的齿轮或极轮以及背部偏置磁体相关联的一个或多个磁场传感器，其中磁场传感器被配置用于感测例如旋转物体(例如包括齿轮或极轮的凸轮轴杆)的旋转和/或位置。磁场传感器可以例如是霍尔效应传感器，但是不限于此。传感器215(包括磁场传感器)可以是如相关领域技术人员所理解的其他传感器类型。
在示例性实施例中，传感器215可以被配置为感测或另外检测由例如旋转的目标轮所引起的变化的磁场，并且基于感测到的磁场尔产生磁场信号(例如分别在图3－7中的信号307－705)。如例如图3－7中所示，信号305－705可以包括对应于目标轮的凸齿和凹谷的峰值(例如307)和低谷(例如309)。输出信号可以指示在旋转期间磁场的强度和相位。
本公开不限于感测系统中传感器215的类型，或特定的感测系统。进一步，传感器系统105可以包括被配置用于感测一个或多个其他物理特性(例如温度、场幅度等)的一个或多个其他传感器。
在示例性实施例中，传感器电路220被配置为对从传感器215的一个或多个接收的感测信息执行一个或多个信号处理操作以产生传感器系统205的输出信号，其可以经由通信路径107提供至控制器110。例如，传感器电路220可以被配置为对从一个或多个磁阻传感器215接收的磁场信号执行一个或多个信号处理操作，以及基于所接收的磁场信号尔产生输出信号。
在示例性实施例中，传感器电路220包括处理器电路，被配置用于处理从传感器215接收的感测信息(例如磁场信号)并基于已处理的感测信息产生输出信号(例如305)。处理器电路可以被配置为控制传感器系统205的整体操作，诸如传感器电路220、传感器215和/或故障检测器240的操作。处理器电路可以被配置为运行一个或多个应用程序、操作系统、电源管理功能(例如电池控制和监控)、和/或如相关领域普通技术人员所理解的其他操作。
传感器电路220也可以包括存储数据和/或指令的存储器，其中当由处理器电路执行指令时，控制处理器电路以执行在此所述的功能。存储器可以例如存储感测信息、已处理感测信息、一个或多个检测到内部故障或错误、与一个或多个检测到内部故障或错误相关联的信息、一个或多个对应故障或错误的一个或多个原因、或者如相关领域普通技术人员所理解的任何其他信息。存储器可以是任何广泛已知的易失性和/或非易失性存储器，包括例如只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)。快闪存储器、磁性存储媒介、光碟、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、以及可编程只读存储器(PROM)。存储器可以是不可移除、可移除或其组合。
在示例性实施例中，传感器电路220可以额外地或备选地包括传感器逻辑，一个或多个比较器，一个或多个模拟至数字转换器(ADC)，一个或多个数字至模拟转换器(DAC)，一个或多个处理器、包括一个或多个信号处理器，或者如相关领域普通技术人员所理解的其他电路、逻辑和/或代码。
在示例性实施例中，传感器电路220可以额外地或备选地包括被配置用于产生输出信号的一个或多个信号发生器。信号发生器可以基于从一个或多个传感器215接收的感测信息而产生输出信号。在示例性实施例中，信号发生器可以包括被配置用于在一个或多个电流水平下产生输出信号的一个或多个电流源。例如，传感器电路220可以包括被配置用于产生在14mA的输出信号的第一电流源，被配置用于产生在7mA的输出信号的第二电流源，以及被配置用于产生在3mA的输出信号的第三电流源。在其他实施例中，传感器电路220可以包括被配置用于产生在多个电流水平的输出信号并在各个电流水平之间选择性地切换的一个或多个电流源。信号发生器不限于电流源并且可以额外地或备选地包括其他类型源，诸如被配置用于产生具有一个或多个电压的输出信号的一个或多个电压源，或者如相关领域普通技术人员所理解的其他类型源。
故障检测器240可以被配置为检测传感器系统205的一个或多个故障和/或错误，包括传感器215、传感器电路220、故障检测器240自身、和/或传感器系统205的一个或多个其他部件的一个或多个的一个或多个故障或错误。故障检测器240可以将检测到的错误通知给传感器电路220。
参照图3，说明了根据示例性实施例的传感器系统205的输出信号305。特别地，图3示出了输出信号305的信号水平(垂直轴线)与时间(水平轴线)的对比绘图。输出信号305对应于具有感测信号水平并且在传感器系统205的正常操作(也即操作状态)期间的输出信号。也即，图3的输出信号305对应于正在操作而没有内部故障或错误的传感器系统205的输出信号。如图3中所示，当输出信号305在高信号水平(IH)和低信号水平(IL)之间转变时，输出信号305具有峰值307和低谷309。在示例性实施例中，高信号水平(IH)可以对应于例如14mA的电流水平，以及低信号水平(IL)可以对应于例如7mA的电流水平，但是不限于此。在该示例中，输出信号305对应于由传感器215的一个或多个所感测的物理特性。换言之，输出信号305表示感测信息和/或由传感器电路220所处理的已处理感测信息。如图3中所示，输出信号305的波形在操作状态(非安全状态)310期间。
参照图4，说明了根据示例性实施例的传感器系统205的输出信号405。输出信号405类似于输出信号305，但是示出了根据示例性实施例的输出信号405，其中传感器系统205经受一个或多个内部故障或错误。例如，输出信号405包括其中传感器系统205操作在操作状态310(非安全状态)的一部分，接着是其中传感器系统205操作在错误状态(安全状态)410的一部分430，接着是当解决了错误时的另一操作状态310。特别地，在时刻t1，由传感器系统205(例如故障检测器240)检测错误，并且在时刻t2处解决了错误。在t1和t2之间的部分430对应于当传感器系统205操作在安全/错误状态410时。如图4中所示，将输出信号405从感测信号水平(IH，IL)调节至错误信号水平(IE)。错误信号水平可以对应于例如3mA的电流水平，但是不限于此。也即，在安全状态410期间(部分430)，可以想象传感器电路220将信号水平从感测信号水平调节至错误信号水平，以指示传感器系统205或其一个部件已经经受了内部故障或错误。
图5说明了根据本公开示例性实施例的传感器系统205的输出信号505。输出信号505类似于输出信号505，但是替代地将输出信号维持在错误信号水平(IE)直至如图4中在时刻t2处解决了错误，传感器电路220被配置为产生错误指示信号脉冲515。可以响应于由故障检测器240在t1处检测到错误而产生错误指示信号脉冲515。在示例性实施例中，错误指示信号脉冲515具有脉冲宽度te。
在操作中，传感器电路220可以被配置为将信号水平从感测信号水平(IH，IL)调节至错误信号水平(IE)，并产生具有确定脉冲宽度te的错误指示信号脉冲515以指示传感器系统505或者其一个部件(例如传感器215)已经经受了内部故障或错误。传感器电路220可以被配置为在错误指示信号脉冲515之后调节输出信号505的信号水平以在输出信号505的一部分530期间返回至感测信号水平。在该示例中，传感器电路220有利地在错误状态(安全状态)410期间继续产生对应于所感测物理特性的输出信号505，而同时仅暂时地调节输出信号505，以指示通过在t1处产生错误指示信号脉冲515而已经检测到了一个或多个内部故障或错误。
传感器电路220可以被配置为一旦在时刻t2解决了已检测到的错误则产生错误解决信号脉冲520以指示已经解决或另外减轻了所检测到的错误。错误解决信号脉冲520可以具有脉冲宽度tok的脉冲宽度。在示例性实施例中，错误解决信号脉冲520的脉冲宽度tok不同于错误指示信号脉冲515的脉冲宽度te。假定脉冲宽度不同，控制器110或其他装置可以区分错误指示信号脉冲515和错误解决信号脉冲520。然而，在一个或多个实施例中，错误指示信号脉冲515和错误解决信号脉冲520的脉冲宽度可以相等。在错误解决信号脉冲520之后，传感器电路220可以被配置为调节输出信号505的信号水平，以再次返回至感测信号水平以继续提供对应于所感测物理特性的输出信号。在该示例中，传感器系统205可以有利地在安全状态410期间提供对应于所感测物理特性的输出信号505，并且在已经检测到错误之后同时仅暂时地调节输出信号505以产生错误指示信号脉冲515和错误解决信号脉冲520。也即，在输出信号505的部分530期间(也即在错误/安全状态410期间)，传感器电路220可以继续提供对应于所感测物理特性的输出信号，甚至在已经检测到错误之后，而不是例如图4中所示将输出信号维持在错误信号水平幅度处。
在示例性实施例中，错误指示信号脉冲515和/或错误解决信号脉冲520可以具有预定的脉冲宽度。例如，对于每个错误指示信号脉冲515而言，传感器电路220可以产生具有相同脉冲宽度的错误指示信号脉冲515。类似地，传感器电路220可以被配置用于对于每个错误解决信号脉冲520产生具有相同脉冲宽度的错误解决信号脉冲520。
然而，错误指示信号脉冲515的脉冲宽度和/或错误解决信号脉冲520的脉冲宽度可以是可变的，并且例如取决于传感器系统205的一个或多个参数，由传感器系统205做出的一个或多个决定，或者如由相关领域普通技术人员所理解的一个或多个其他参数。参照图6，输出信号605包括两个错误指示信号脉冲615和616，分别具有对应的错误解决信号脉冲620和621。在该示例中，错误指示信号脉冲615的脉冲宽度不同于错误指示信号脉冲616的脉冲宽度。类似地，错误解决信号脉冲620的脉冲宽度不同于错误解决信号脉冲612的脉冲宽度。进一步，错误指示信号脉冲615、616具有与它们对应的错误解决信号脉冲620、621不同的宽度。
在示例性实施例中，传感器电路220可以被配置为调节错误指示信号脉冲615、616的脉冲宽度和/或错误解决信号脉冲620、621的脉冲宽度。例如，传感器电路220可以被配置为基于已经由故障检测器240检测到的错误的所确定类型而调节错误指示信号脉冲615、616的脉冲宽度。也即，错误指示信号脉冲615、616的脉冲宽度te1、te2可以指示已经检测到的错误的类型。例如，具有te1的脉冲宽度的错误指示信号脉冲615可以指示检测到的错误是第一错误类型，以及具有te2的脉冲宽度的错误指示信号脉冲616可以指示检测到的错误是不同于第一错误类型的第二错误类型。
类似地，传感器电路220可以被配置为基于检测到错误的所确定/识别的原因、和/或检测到错误已经被解决的程度而调节错误解决信号脉冲620、621的脉冲宽度。例如，具有脉冲宽度tok1的错误解决信号脉冲可以指示与错误指示信号脉冲615相关的检测到错误的第一原因，以及具有tok2的脉冲宽度的错误解决信号脉冲621可以指示与错误指示信号脉冲616相关联的检测到错误的第二原因，其中第二原因不同于第一原因。额外地或备选地，错误解决信号脉冲620、621的不同脉冲宽度可以对应于已经解决了相关错误的程度。在示例性实施例中，对于错误解决信号脉冲620、621的较大脉冲宽度可以表示已经更完全地解决了相关联的错误。例如，较大的脉冲宽度tok2可以指示完全地解决了与错误指示信号脉冲616相关联的错误，而同时较短的脉冲宽度tok1可以指示仅部分地解决了与错误指示信号脉冲615相关联的错误。
图7说明了根据本公开的示例性实施例的输出信号705。输出信号705类似于输出信号605和505，但是包括已经编码在输出信号705中的串行比特流740。在示例性的实施例中，传感器电路220可以被配置为调节输出信号的信号水平(幅度)以在感测信号水平的错误信号水平(IE)与信号水平下限(IL)之间转换，从而产生串行比特流740。例如，在错误指示信号脉冲715之后，传感器电路220可以调节输出信号705以编码比特流740.1，例如01101。类似地，在错误指示信号脉冲715之后，具有01001值的比特流740.2可以被编码在输出信号705中。在该实施例中，传感器电路220可以被配置为通过在已编码比特流740中编码额外的信息而在输出信号705中提供额外的信息。在示例性实施例中，输出信号705表示例如旋转速度，并且已编码的比特流740可以表示例如感测的温度和/或如由相关领域普通技术人员所理解的其他特性。在该示例中，尽管已编码比特流740通过在感测信号水平的错误信号水平(IE)与信号水平下限(IL)之间交变输出信号的信号水平(幅度)而表示，但是其他实施例可以包括例如在错误信号水平(IE)和信号水平上限(IH)之间调节信号水平。在其中提供了已编码比特流的实施例中，传感器系统205可以被配置为在错误(安全)状态期间有利地提供额外信息，随后是对应于所感测物理特性的输出信号705。
图8说明了根据本公开的示例性实施例的输出信号805。输出信号805对应于在空闲状态期间(例如当传感器215并未感测物理特性时)传感器系统205的输出信号。这由从时刻t0至时刻t1的时间段所表示，其中输出信号805保持在信号水平IL处。在示例性实施例中，传感器电路220可以被配置为调节输出信号805以转变至错误信号水平IE，并且产生具有tidle脉冲宽度的空闲信号脉冲850。在该示例中，空闲信号脉冲850可以用于指示传感器系统205正适当地操作，但是当前并未由传感器215感测物理特性。也即，空闲信号脉冲850可以用于向控制器110确认，传感器系统205适当地操作，和/或传感器系统205与控制器110之间的通信路径107尚未受损。尽管图8说明了空闲信号脉冲850具有相同的脉冲宽度tidle，但是错误信号脉冲850的脉冲宽度可以是不同的。例如，可以由传感器电路222调节空闲信号脉冲850的脉冲宽度，在空闲信号脉冲850内传递信息，类似于错误指示信号脉冲和错误解决信号脉冲的变化的脉冲宽度。额外地或备选地，可以配置传感器电路220以类似于图7中所示的实施例而在空闲信号脉冲850内编码比特流。也即，如本领域技术人员所应理解的，在此所示各个实施例的教导可以组合。例如，输出信号可以包括具有变化或静态脉冲宽度的错误指示信号脉冲，以及具有变化或静态脉冲宽度的错误解决信号脉冲，而同时也在输出信号内编码了比特流。
参照图9，说明了根据本公开的示例性实施例的错误检测和发送信号方法900的流程图。
继续参照图1－图8描述流程图。方法的操作不限于以下所述顺序，并且可以以不同顺序执行各个操作。进一步，方法中的两个或多个操作可以相互同时地执行。
方法900开始于操作905，其中检测错误或内部故障。在示例性实施例中，故障检测器240可以被配置为检测传感器系统205(例如传感器215)的错误或内部故障。
在操作905处，流程图900转换至操作910，其中输出信号的信号水平(从感测信号水平)被调节至错误信号水平，并且产生在错误信号水平的错误指示信号脉冲。在示例性的实施例中，响应于检测到错误或内部故障而执行调节和产生操作。在示例性的实施例中，传感器电路220可以被配置为调节输出信号的信号水平，并且产生错误指示信号脉冲。
在操作910之后，流程图900转换至操作915，其中，在错误指示信号脉冲之后，调节输出信号的信号水平以将输出信号返回至对应于由例如一个或多个传感器所感测的感测特性的感测信号水平。在示例性的实施例中，传感器电路220可以被配置为调节输出信号的信号水平以返回至感测信号水平，并且继续产生对应于所感测物理特性的输出信号。
在操作915之后，流程图900转换至操作920，其中确定是否已经解决了检测到的错误。如果尚未解决错误(在操作920处的“否”分支)，流程图返回至操作920。否则，如果已经解决了错误(操作920处“是”分支)，流程图900转换至操作925。传感器电路220和/或故障检测器240可以被配置为确定是否已经解决了检测到的错误。
在操作925处，调节信号水平从感测信号水平至错误信号水平，并且产生错误解决信号脉冲以指示已经解决了错误。在示例性的实施例中，传感器电路220可以被配置为将输出信号的信号水平从感测信号水平调节至错误信号水平，并且产生在错误信号水平的错误解决信号脉冲以指示已经解决了错误。在错误解决信号脉冲之后，可以调节信号水平以(从错误信号脉冲)返回至感测信号水平以表现感测到的物理特性。
在操作925之后，流程图900可以结束，或者可以重复并返回至操作905，如果检测到另一错误或内部故障。
结论
具体实施例的前述说明将因此完全揭示本公开的普通本质以使得他人可以通过应用本领域技能内的知识而容易地对于各种应用修改和/或改变这些具体实施例，并未进行不适当的实验，也并未脱离本公开的通常概念。因此，有意设计这些修改和改变在所公开实施例的含义和等价形式的范围内，基于在此所呈现的教导和指引。应该理解的是在此的短语或术语为了说明而非限定的目的，以使得本说明书的术语或短语应该由本领域技术人员根据教导和指引而解释。
说明书中对于“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”等的参考指示所述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是并非每个实施例必须包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不必涉及相同的实施例。进一步，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，提议的是，不论是否明确地描述，结合其他实施例而实现这些特征。结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。
提供在此所述的示例性实施例为了示意说明而非限定的目的。其他示例性实施例是可能的，并且可以对示例性实施例做出修改。因此，说明书并非意味着限定于本公开。相反，根据以下权利要求及其等价形式而限定本公开的范围。
实施例可以实施在硬件(例如电路)、固件、软件或其任意组合中。实施例也可以实施作为促出在机器可读媒介上的指令，其可以由一个或多个处理器读取并执行。机器可读媒介可以包括用于以由机器(例如计算装置)可读的形式存储或发送信息的任何机制。例如，机器可读媒介可以包括只读存储器(ROM)；随机访问存储器)RAM)；磁盘存储媒介；光学存储媒介；快闪存储器装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波，红外信号，数字信号等)，以及其他的。进一步，固件、软件、例行程序、指令可以在此描述作为执行某些动作。然而，应该知晓的是，这些说明仅为了便利，以及这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器、或执行固件、软件、例行程序、指令等的其他装置而产生。进一步，可以由通用计算机执行任何实施方式的变形例。
对于本公开的目的，术语“处理器电路”应该理解位电路、处理器、逻辑、或其组合。例如，电路可以包括模拟电路，数字电路，状态机逻辑，其他结构电子硬件，或其组合。处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、或其他硬件处理器。处理器可以采用指令“硬件编码以执行根据在此所述实施例的对应功能。备选地，处理器可以访问内部和/或外部存储器以检索存储在存储器中的指令，当由处理器运行时，执行与处理器相关联的对应功能，和/或与具有其中包括了处理器的部件的操作相关联的一个或多个功能和/或操作。
在此所述的示例性实施例的一个或多个中，处理器电路可以包括存储了数据和/或指令的存储器。存储器可以是任何广泛已知的易失性和/或非易失性存储器，包括例如只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、快闪存储器、磁性存储媒介、光碟、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、以及可编程只读存储器(PROM)。存储器可以是不可移除的、可移除的、或者两者的组合。

Claims (20)

1.一种用于传感器系统的错误检测和信号传输的方法，包括：
由所述传感器系统的传感器感测物理特性，并且产生对应于所感测的物理特性的输出信号；
检测与所述传感器相关联的错误；
调节所述输出信号的信号水平至错误信号水平，并且基于由故障检测器检测的错误，产生错误指示信号脉冲；
基于所述错误指示信号脉冲，调节在所述错误信号水平的所述信号水平至与所感测的物理特性对应的感测信号水平，以输出与所感测的物理特性对应的所述输出信号；以及
调节在所述感测信号水平的所述信号水平至所述错误信号水平，以及响应于所检测的错误的解决，产生错误解决信号脉冲以指示所检测的错误的解决。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述错误指示信号脉冲和所述错误解决信号脉冲分别具有第一脉冲宽度和第二脉冲宽度。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一脉冲宽度和所述第二脉冲宽度是不同的。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一脉冲宽度和所述第二脉冲宽度是相等的。
5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所检测的错误的错误类型；以及
基于所确定的错误类型，确定所述第一脉冲宽度，所确定的第一脉冲宽度指示所确定的错误类型。
6.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：
确定所检测的错误的原因；以及
基于所检测的错误的经确定的原因，确定所述第二脉冲宽度，所确定的第二脉冲宽度指示所确定的原因。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述感测信号水平包括第一信号水平以及小于所述第一信号水平的第二信号水平。
8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
基于所感测的物理特性的属性，调节在所述感测信号水平的所述输出信号的脉冲宽度，经调节的脉冲宽度指示所述属性。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述错误信号水平与所述感测信号水平之间调节所述信号水平，以在所述输出信号中编码串行比特流。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传感器是磁阻传感器，并且所述物理特性是由所述磁阻传感器感测的旋转物体的速度和/或方向。
11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在缺乏所感测的物理特性和所检测的错误的情形下，产生在所述错误信号水平的空闲信号脉冲。
12.一种传感器系统，包括：
传感器，被配置用于感测物理特性，并且产生与所感测的物理特性对应的输出信号；
故障检测器，被配置用于检测与所述传感器相关联的错误；以及
传感器电路，被配置用于：
调节所述输出信号的信号水平至错误信号水平，并且基于由所述故障检测器检测的错误，产生错误指示信号脉冲；
基于所述错误指示信号脉冲，调节在所述错误信号水平的所述信号水平至与所感测的物理特性对应的感测信号水平，以输出与所感测的物理特性对应的所述输出信号；以及
调节在所述感测信号水平的所述信号水平至所述错误信号水平，并且响应于所检测的错误的解决，产生错误解决信号脉冲以指示所检测的错误的解决。
13.根据权利要求12所述的传感器系统，其中，所述错误指示信号脉冲和所述错误解决信号脉冲分别具有第一脉冲宽度和第二脉冲宽度。
14.根据权利要求13所述的传感器系统，其中，所述第一脉冲宽度和所述第二脉冲宽度是不同的。
15.根据权利要求13所述的传感器系统，其中，所述第一脉冲宽度和所述第二脉冲宽度是相等的。
16.根据权利要求13所述的传感器系统，其中：
所述故障检测器被进一步配置为确定所检测的错误的错误类型；以及
所述传感器电路被进一步配置为基于所确定的错误类型确定所述第一脉冲宽度，所确定的第一脉冲宽度指示所确定的错误类型。
17.根据权利要求13所述的传感器系统，其中：
所述故障检测器被进一步配置为确定所检测的错误的原因；以及
所述传感器电路被进一步配置为基于所检测的错误的经确定的原因，确定所述第二脉冲宽度，所确定的第二脉冲宽度指示所确定的原因。
18.根据权利要求12所述的传感器系统，其中，所述传感器电路被进一步配置为基于所感测的物理特性的属性调节在所述感测信号水平的所述输出信号的脉冲宽度，经调节的脉冲指示所述属性。
19.根据权利要求12所述的传感器系统，其中，所述传感器电路被进一步配置为：
在所述错误信号水平和所述感测信号水平之间调节所述信号水平以在所述输出信号中编码串行比特流。
20.根据权利要求12所述的传感器系统，其中，所述传感器被进一步配置为在缺乏所感测的物理特性和所检测的错误的情形下产生在所述错误信号水平的空闲信号脉冲。
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