CN108363380B - 传感器控制器和传感器信号接收器及其方法 - Google Patents

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Abstract

示例涉及传感器控制器和传感器信号接收器及其方法。用于传感器模块的传感器控制器包括用于从传感器模块获取传感器信息并且与传感器信号接收器通信的至少一个接口。传感器控制器还包括用于控制至少一个接口的控制模块。控制模块被配置为从传感器模块获取传感器信息。控制模块被配置为基于传感器信息生成传感器信号。控制模块被配置为传输传感器信号。控制模块被配置为检测传感器模块的故障状态。控制模块被配置为在故障状态指示传感器模块的至少一部分的故障的情况下传输故障指示符。控制模块被配置为响应于故障指示符来从传感器信号接收器接收控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。控制模块被配置为执行至少一个故障处理指令。

Description

传感器控制器和传感器信号接收器及其方法
技术领域
示例涉及传感器的概念，并且具体地涉及传感器控制器、传感器信号接收器、增量式磁性速度传感器模块、用于传感器控制器的方法、用于传感器信号接收器的方法和计算机程序。
背景技术
在很多技术领域中，使用数字编码方案从一个实体向另一实体传输数据。尽管在很多应用中采用高度复杂的传输方案，在一些领域中存在允许较不复杂的系统组件经由鲁棒协议来传输或甚至交换数据从而允许高吞吐量和简单的实现或架构的趋势。例如，在机动化系统中，很多低或中等复杂度的传感器可以使用鲁棒协议来与累积由所述传感器传输的传感器数据的一个或多个复杂计算单元进行通信。
发明内容
一个示例涉及一种用于传感器模块的传感器控制器。传感器控制器包括用于从传感器模块获取传感器信息并且与传感器信号接收器通信的至少一个接口。传感器控制器还包括用于控制至少一个接口的控制模块。控制模块被配置为从传感器模块获取传感器信息。控制模块还被配置为基于传感器信息生成传感器信号。控制模块还被配置为发送传感器信号。控制模块还被配置为检测传感器模块的故障状态。控制模块还被配置为如果故障状态指示传感器模块的至少一部分的故障则发送故障指示符。控制模块还被配置为响应于故障指示符而从传感器信号接收器接收控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。控制模块还被配置为执行至少一个故障处理指令。
另一示例涉及一种传感器信号接收器，其包括用于与传感器控制器通信的至少一个接口。传感器信号接收器还包括用于控制至少一个接口的控制模块。控制模块还被配置为经由至少一个接口从传感器控制器接收故障指示符。控制模块还被配置为响应于故障指示符而经由至少一个接口向传感器控制器提供控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。
另一示例涉及一种增量式磁性速度传感器模块，其用于包括传感器控制器的车辆用途。传感器控制器包括用于从传感器模块获取传感器信息并且与传感器信号接收器通信的至少一个接口。传感器控制器还包括用于控制至少一个接口的控制模块。控制模块还被配置为从传感器模块获取传感器信息。控制模块还被配置为基于传感器信息生成传感器信号。控制模块还被配置为发送传感器信号。控制模块还被配置为检测传感器模块的故障状态。控制模块还被配置为如果故障状态指示传感器模块的至少一部分的故障则发送故障指示符。控制模块还被配置为响应于故障指示符而从传感器信号接收器接收控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。控制模块还被配置为执行至少一个故障处理指令。
另一示例涉及一种用于传感器模块的传感器控制器的方法。该方法包括从传感器模块获取传感器信息。该方法还包括基于传感器信息生成传感器信号。该方法还包括发送传感器信号。该方法还包括检测传感器模块的故障状态。该方法还包括如果故障状态指示传感器模块的至少一部分的故障则发送故障指示符。该方法还包括响应于故障指示符而从传感器信号接收器接收控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。该方法还包括执行至少一个故障处理指令。
另一示例涉及一种用于传感器信号接收器的方法。该方法包括从传感器控制器接收故障指示符。该方法还包括响应于故障指示符而向传感器控制器提供控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。
另一示例涉及一种具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件组件上被执行时，程序代码用于执行上述方法中的至少一个。
附图说明
将在下面仅作为示例并且参考附图来描述装置和/或方法的一些示例，在附图中：
图1示出了用于传感器模块的传感器控制器的框图；
图1a示出了用于传感器模块的传感器控制器的方法的流程图；
图2示出了传感器信号接收器的框图；
图2a示出了用于传感器信号接收器的方法的流程图；
图3示出了包括经由双线连接而连接的传感器控制器和传感器信号接收器的系统；以及
图4示出了包括经由三线连接而连接的传感器控制器和传感器信号接收器的系统。
具体实施方式
现在将参考其中示出了一些示例的附图来更全面地描述各种示例。在附图中，为了清楚起见，线、层和/或区域的厚度可能被夸大。
因此，尽管另外的示例能够具有各种修改和替代形式，但是其一些具体示例在附图中被示出并且随后将被详细描述。然而，该详细描述没有将另外的示例限于所描述的特定形式。另外的示例可以涵盖落入本公开的范围内的所有修改、等同物和替换。贯穿附图的描述，相同的数字指代相同或相似的元件，当提供相同或相似的功能时，其可以以相同的方式或以在相互比较时被修改的形式来实现。
应当理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，这些元件可以直接连接或耦合或者经由一个或多个中间元件连接或耦合。如果使用“或”来组合两个元件A和B，则这应当被理解为公开所有可能的组合，即，仅A、仅B以及A和B。用于相同组合的替代措辞是“A和B中的至少一个”。这也适用于超过2个元件的组合。
本文中出于描述特定示例的目的而使用的术语不意图限制另外的示例。每当使用诸如“一个”、“一”和“该”等单数形式并且仅使用单个元件既不明确地也不隐含地被定义为强制性的时候，另外的示例还可以使用多个元件来实现相同的功能。类似地，当功能随后被描述为使用多个元件来实现时，另外的示例可以使用单个元件或处理实体来实现相同的功能。应当进一步理解，术语“包括”、“包括……的”、“包含”和/或“包含……的”在使用时指定所述特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件和/或组件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、过程、动作、元件、组件和/或其任何组合。
除非另外定义，否则所有术语(包括技术术语和科学术语)在本文中均以其示例所属领域的普通含义来使用。
图1示出了用于传感器模块100的传感器控制器10的框图。传感器控制器10包括用于从传感器模块100获取传感器信息并且与传感器信号接收器200通信的至少一个接口12。传感器控制器10还包括用于控制至少一个接口12的控制模块14。控制模块14进一步被配置为从传感器模块100获取传感器信息。控制模块14进一步被配置为基于传感器信息生成传感器信号。控制模块14进一步被配置为传输传感器信号。
实施例还提供了包括传感器控制器10的传感器模块100。例如，用于车辆用途(例如，在ABS、发动机控制或传动控制中)的增量式磁性速度传感器模块100可以包括传感器控制器。例如，传感器模块100可以对应于汽车传感器模块。例如，传感器模块100还可以包括用于生成传感器信息的一个或多个传感器。例如，传感器模块100可以包括以下组中的至少一个元件：汽车传感器、(增量式)磁性速度传感器(用于汽车用途)和车轮速度传感器。例如，传感器模块100可以被包括在防抱死系统(ABS)中、发动机控制器中或传动控制器中。示例还提供了包括传感器模块100、传感器控制器10和传感器信号接收器200的系统。
至少一个接口12可以被配置为从传感器模块100获取一个或多个模拟电压或电流以获取传感器信息。可替代地，至少一个接口可以被配置为接收一个或多个数字值以获取传感器信息。传感器信息可以包括一个或多个模拟值(例如，电流、电压或电容)或数字值(例如，二进制码、温度码或脉宽调制值)。
例如，至少一个接口12可以被配置为使用有线连接(例如，两线或三线连接)与传感器信号接收器通信。可替代地，至少一个接口12可以被配置为与传感器信号接收器200无线地通信。例如，无线通信可以使得传感器模块能够放置在包括传感器信号接收器的车辆的单独部分内。控制模块14可以被配置为在故障状态指示传感器模块100的至少一部分的故障的情况下激活至少一个接口12的(无线)接收器部分，例如，只要传感器模块和/或传感器控制器处于诊断模式/安全模式。控制模块14可以被配置为在故障状态指示没有传感器控制器或传感器模块的故障的情况下去激活至少一个接口12的(无线)接收器部分。这可以帮助减少传感器控制器的能量消耗。
控制模块14可以被配置为测量或解释来自传感器模块100的一个或多个模拟电压、电流或电容以获取传感器信息。可替代地，控制模块14可以被配置为接收、读出或解译一个或多个数字值以获取传感器信息。
例如，控制模块14可以被配置为生成多个连续的信号边缘以生成传感器信号。例如，连续的信号边缘之间的时间距离或间隔可以指示传感器信号的信息内容。例如，控制模块14可以被配置为调制电流(例如，电源电流)或者调制电压(例如，开漏(open drain)电压)以生成或者传输传感器信号(和/或诊断信息)。例如，传感器信号内的信号边缘可以指示增量式磁性速度传感器的脉冲。
控制模块14进一步被配置为检测传感器模块100的故障状态。例如，控制模块14可以被配置为检测传感器模块100的故障以检测故障状态。例如，控制模块14可以被配置为检测传感器信息的难以置信的值以检测传感器模块的故障状态。例如，控制模块14可以被配置为从传感器模块100获取与传感器模块100的故障有关的信息，以检测传感器模块的故障状态。传感器模块100的故障状态可以指示传感器模块100的故障，例如，传感器模块的至少一部分的故障。
控制模块14进一步被配置为在故障状态指示传感器模块100的至少一部分的故障的情况下传输故障指示符(经由至少一个接口12)。例如，故障指示符可以对应于电压电平、电流电平、信号脉冲的长度、或没有用于传感器信号的一系列信号值。例如，控制模块14可以被配置为在故障状态指示传感器模块100的至少一部分的故障的情况下传输故障指示符而不是传感器信号。
例如，控制模块14可以被配置为基于两个或更多个传感器信号传输电流电平(例如，基于电源电压的电流调制)来传输传感器信号。控制模块14可以被配置为通过使用超过或低于两个传感器信号传输电流电平(两者)或更多个传感器信号传输电流电平的电流电平来传输故障指示符。这可以实现传感器信号接收器对故障指示符的改进识别。
可替代地(或另外地)，控制模块14可以被配置为基于一个或多个信号脉冲来传输传感器信号。一个或多个脉冲中的脉冲可以包括预定义的最大脉冲宽度(例如，最长的预定义的脉冲宽度)。例如，协议可以在正常操作中使用多个(例如，少数)不同的脉冲长度以用于编码方向检测或场强指示。例如，一个或多个脉冲中的脉冲可以包括预定义的最小脉冲宽度和预定义的最大脉冲宽度。控制模块14可以被配置为通过传输脉冲来传输故障指示符，该脉冲的脉冲宽度比(一个或多个脉冲的)预定义的最大脉冲宽度长至少10％(或者至少20％、至少30％、至少50％)。这可以实现传感器信号接收器对故障指示符的识别。
可替代地或另外地，一个或多个脉冲中的每个脉冲可以被(短)协议帧跟随。例如，(短)协议帧可以包括少于33位(或少于17位、少于13位、少于9位、少于5位)或对应的信号边缘/值。控制模块14可以被配置为使用协议帧内编码的标志或消息来传输故障指示符。例如，协议帧可以包括比特位置或比特字段，其包括指示故障指示符的比特/标志/信号值或比特/信号边缘序列。
控制模块14进一步被配置为响应于故障指示符而从传感器信号接收器200接收控制信号。例如，控制信号可以基于脉宽调制，或者基于二进制传输编码，例如曼彻斯特编码。
控制信号包括至少一个故障处理指令。例如，至少一个故障处理指令可以包括以下组中的至少一个要素：用于传输诊断信息的指令、用于执行传感器模块100的自测试的指令、用于从存储器获取诊断信息的指令、用于改变传感器模块的一个或多个参数的指令、用于改变传感器控制器的一个或多个参数的指令、以及用于重新启动传感器模块和/或传感器控制器的指令。
例如，控制模块14可以被配置为(仅)在开始传输故障指示符之后接受至少一个故障处理指令。例如，控制模块14可以被配置为基于故障指示符的传输来进入诊断模式(安全模式)。控制模块14可以被配置为(仅)在处于诊断模式时执行至少一个故障处理指令。这可以提高传感器控制器的操作的安全性(例如，通过将至少一个故障处理指令的执行限制到传感器控制器的安全/诊断模式)。
控制模块14进一步被配置为执行至少一个故障处理指令。例如，控制模块14可以被配置为执行一个或多个程序功能来执行至少一个故障处理指令。
传感器控制器可以在传感器模块的至少一部分发生故障的情况下启用传感器模块的调节。例如，传感器信号接收器可以在故障的情况下调节传感器模块，以及/或者传感器信号接收器可以收集与故障有关的诊断信息。
例如，控制模块14可以被配置为基于至少一个故障处理指令来确定诊断信息。诊断信息可以例如用于诊断故障，例如，以使得传感器信号接收器能够提供附加的故障处理指令以纠正故障。控制模块14可以被配置为向传感器信号接收器200传输诊断信息。例如，诊断信息可以基于传感器模块100或传感器控制器10的自测试。可替代地或另外地，诊断信息可以基于传感器控制器或传感器模块的存储器的内容，例如，可编程存储器(例如，电子可擦除可编程只读存储器(EEPROM))上的状态寄存器或错误日志的内容。
例如，控制模块14可以被配置为基于至少一个故障处理指令来执行传感器控制器10和/或传感器模块100的自测试以确定诊断信息。自测试可以能够确定故障的原因。可替代地或另外地，控制模块14可以被配置为从传感器模块100的存储器(例如，寄存器或可编程存储器)获取诊断信息的至少部分。用于诊断信息的读出(状态)存储器可以实现先前确定的诊断信息的传输。
例如，控制模块14可以被配置为基于至少一个故障处理指令来改变传感器控制器10或传感器模块100的一个或多个参数，例如以下组中的一个或多个参数：传感器阈值、传感器检测参数、切换阈值、传感器模块的滞后、传感器模块或传感器控制器的操作模式、或传感器信号分辨率。这可以使得传感器控制器能够纠正故障。例如，控制模块14可以被配置为设置或改变存储在一个或多个寄存器中的一个或多个值以改变一个或多个参数。
例如，控制模块14可以被配置为基于至少一个故障处理指令来重新启动或重新初始化传感器模块100和/或传感器控制器10的至少部分，例如，一个或多个传感器或发射器或者传输组件。例如，一些故障可以通过重新启动传感器模块的部分来解决。例如，控制模块14可以被配置为传输重置信号或重置指示符，以重新启动或重新初始化传感器模块100和/或传感器控制器10的至少部分，或者暂时关断传感器模块100和/或传感器控制器10的至少部分的电源。
在至少一些实施例中，至少一个接口12可以被配置为使用双线连接来与传感器信号接收器200通信。例如，双线连接可以包括(如图3所示)电源电压(导线)和接地(导线)。至少一个接口12可以被配置为基于(例如，电源电压的)电流调制来传输传感器信号、故障指示符和/或诊断信息。例如，控制模块14可以被配置为适配(例如，电源电压的)两条导线之一上的电流消耗以传输传感器信号、故障指示符和/或诊断信息。可替代地，至少一个接口12可以被配置为基于电压调制来传输传感器信号、故障指示符和/或诊断信息。例如，控制模块24可以被配置为基于经调制的开漏电压或基于传感器模块100的经调制的电流消耗来传输传感器信号、故障指示符和/或诊断信息。例如，控制信号可以基于电源电压或开漏电压的电压调制或者基于电流调制。
在各种实施例中，至少一个接口可以被配置为使用三线连接(例如，如图4所示)与传感器信号接收器200通信。三线连接可以包括电源电压(导线)、开漏电压(导线)和接地(导线)。
至少一个接口12(和/或图2的至少一个接口22)可以对应于用于接收和/或发送信息的一个或多个输入和/或输出，该信息可以是根据指定的代码、在模块内、在模块之间或在不同实体的模块之间的数字(比特)值。在实施例中，控制模块14(和/或图2的控制模块24)可以使用一个或多个处理单元、一个或多个处理设备、用于处理的任何装置(诸如处理器，计算机或者与相应地适配的软件一起可操作的可编程硬件组件)来实现。换言之，所描述的控制模块14、24的功能也可以用软件来实现，软件然后在一个或多个可编程硬件组件上执行。这样的硬件组件可以包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、微控制器等。
图1a示出了用于传感器模块100的传感器控制器10的方法的流程图。该方法可以包括图1的控制模块14的一个或多个特征。该方法包括从传感器模块100获取110传感器信息。该方法还包括基于传感器信息生成120传感器信号。该方法还包括(例如，向传感器信号接收器200)发送130传感器信号。该方法还包括检测140传感器模块的故障状态。该方法还包括在故障状态指示传感器模块100的至少一部分的故障的情况下(例如，向传感器信号接收器200)发送150故障指示符。该方法还包括响应于故障指示符而从传感器信号接收器200接收160控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。该方法还包括执行170至少一个故障处理指令。
结合所提出的构思或者上面描述的一个或多个示例(例如，图1)来提及用于传感器控制器的方法的更多细节和方面。用于传感器控制器的方法可以包括与所提出的构思的一个或多个方面或者在上面或下面描述的一个或多个示例相对应的一个或多个附加可选特征。
图2示出了传感器信号接收器200的框图。传感器信号接收器200包括用于与传感器控制器10通信的至少一个接口22。
传感器信号接收器200还包括用于控制至少一个接口22的控制模块24。控制模块24进一步被配置为经由至少一个接口从传感器控制器10接收传感器信号。
传感器信号接收器200被配置为经由至少一个接口22从传感器控制器10接收故障指示符，例如代替或者取代传感器信号。例如，故障指示符可以指示包括传感器控制器10的传感器模块100的至少部分的故障。例如，故障指示符可以对应于电压水平、电流电平、信号脉冲的长度、或者没有用于传感器信号的一系列信号值。例如，控制模块24可以被配置为基于电压电平、电流电平、信号脉冲的长度、或者没有用于传感器信号的一系列信号值来检测故障指示符。
控制模块24被配置为响应于故障指示符而经由至少一个接口22向传感器控制器10提供控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。
接收故障指示符可以向传感器信号接收器警告包括传感器控制器10的传感器模块100的至少一部分的故障。提供控制模块可以实现故障的诊断或校正。
例如，至少一个故障处理指令可以包括以下组中的至少一个元件：用于传输诊断信息的指令、用于执行包括传感器控制器10的传感器模块100的自测试的指令、用于从传感器控制器10或传感器模块100的存储器获取诊断信息的指令、用于改变传感器模块100的一个或多个参数的指令、用于改变传感器控制器10的一个或多个参数的指令、以及用于重新启动传感器模块和/或传感器控制器的指令。
例如，控制模块24可以被配置为生成多个连续的信号边缘以生成控制信号。例如，连续的信号边缘之间的时间距离或间隔可以指示控制信号的信息内容。例如，控制模块24可以被配置为调制电流或调制电压(例如，开漏电压或电源电压)以生成或传输控制信号。
例如，控制模块24可以被配置为基于故障指示符来确定至少一个故障指令，例如基于由故障指示符指示的传感器控制器或传感器模块的至少一部分的故障。例如，控制模块24可以被配置为传输至少一个故障处理指令，不考虑故障指示符的信息内容。可替代地，控制模块24可以基于故障指示符(例如，基于由故障指示符指示的传感器模块100的故障状态)来选择用于控制信号的多个故障处理指令中的一个或多个。
在至少一些实施例中，至少一个接口22可以被配置为使用双线连接与传感器控制器20通信。例如，双线连接可以包括电源电压(导线)和接地(导线)(如图3所示)。至少一个接口22可以被配置为基于(例如，电源电压的)电流调制或基于电压调制来接收传感器信号、故障指示符和/或诊断信息。例如，控制模块24可以被配置为基于经调制的开漏电压或经调制的电源电压来传输控制信号。例如，控制信号可以基于电源电压或开漏电压的电压调制或者基于电流调制。例如，控制模块24可以被配置为通过将控制信号调制到电源电压上来传输控制信号，以及/或者基于经调制的开漏电压或者基于传感器的经调制的电流消耗来接收故障指示符。
在一些实施例中，控制模块24可以进一步被配置为响应于控制信号而经由至少一个接口22从传感器控制器10接收诊断信息。这可以实现对传感器模块和/或传感器控制器的故障的诊断。例如，控制模块24可以进一步被配置为将诊断信息转发给包括传感器信号接收器的车辆的车辆控制实体。可替代地或另外地，控制模块24可以被配置为基于诊断信息来适配控制信号和/或一个或多个故障处理指令，例如以取回另外的诊断信息，或者适配传感器控制器或传感器模块的一个或多个参数。
结合所提出的构思或者上面描述的一个或多个示例(例如，图1至图1a)来提及传感器信号接收器的更多细节和方面。传感器信号接收器可以包括与所提出的构思的一个或多个方面或者在上面或下面描述的一个或多个示例相对应的一个或多个附加可选特征。
图2a示出了用于传感器信号接收器200的方法的流程图。该方法可以包括图2的控制模块24的一个或多个特征。该方法包括从传感器控制器10接收210故障指示符。该方法还包括响应于故障指示符而向传感器控制器10提供220控制信号。控制信号包括至少一个故障处理指令。
结合所提出的构思或者上面描述的一个或多个示例(例如，图1至图2)来提及用于传感器信号接收器的方法的更多细节和方面。用于传感器信号接收器的方法可以包括与所提出的构思的一个或多个方面或者在上面或下面描述的一个或多个示例相对应的一个或多个附加可选特征。
至少一些实施例提供在故障检测的情况下打开诊断信道的轮速传感器(例如，传感器模块100)。至少一些实施例可以将已经检测到并且发信号通知故障(故障状态)的传感器带入使得ECU(电子控制单元，例如传感器信号接收器200)能够读取内部故障检测信息或启动附加测试的状态。
增量式速度传感器可以使用2线接口，其中电流调制通过在2或3个电流消耗状态之间切换的边缘或脉冲来表示磁场的阈值交叉。可替代地，可以使用3线开漏接口来传输相同类型的信息。一些传感器可以具有在边缘或脉冲之后传递少数比特的有限附加信息的能力。
此外，一些传感器(例如，传感器控制器10)也可以执行安全措施并且通过发送错误消息(例如，故障指示符)来进入安全状态。在正常操作中，包括安全机构的传感器可以与用于相同应用(例如，车轮速度、传动、凸轮轴、曲轴)的其他传感器兼容。在内部安全机构检测到故障的情况下，其进入安全状态，例如通过切换到正常通信的低电平的一半的故障信号电平或者通过发送可以被识别为非法速度脉冲(例如，增加脉冲长度)的至少一个信号。一些传感器可能不允许对内部数据的(任何)访问或根据ECU需要对命令的执行。
一旦安全措施被激活，传感器(例如，传感器控制器)可以启用接收器，该接收器可以在正常操作期间被去激活并且可以被配置为侦听来自ECU的消息。另一方面，ECU可以包括发送器，该发送器在正常操作期间也不活动并且一旦ECU检测到传感器切换到安全状态则可以被激活。
ECU消息可以通过两种类型的传感器接口(2线接口(例如，轮速或传动装置)或3线开漏(例如，凸轮轴或曲轴))的电源电压调制来被发送。
如果ECU至少发送可检测脉冲或(在一些情况下优选地)可解码命令消息，则传感器可以被配置为响应于例外例程的执行并且将信息传送回ECU。
例外例程可以是例如：
·转储全部或选择的内部寄存器
·将数据写入内部寄存器，例如以修改切换阈值或滞后。
·执行自测试并且返回结果
·执行初始化例程，其与由ECU控制的关闭传感器电源并且通过新的上电重新初始化来重新启动相比，允许更快地返回到正常操作。
针对接口的安全状态断开开漏开关的情况，ECU消息也可以通过3线接口的开漏连接来传输。在这种情况下，ECU也可以使用开漏晶体管来下拉通信线路以针对其传输的情况，另一方面故障诊断的情况下的通信可能需要更高的数据速率，并且因此双方也可能具有推挽驱动器以针对该通信模式(在ECU的情况下，正常微控制器三态输出可以用作发送器)。这可以使得诊断通信能够由于其比正常开漏速度脉冲更接近于Vdd的高状态而被识别。
三线系统还可以利用供电线路并且组合两个通信信道，例如以建立全双工通信，例如当ECU调节电源时，传感器通过其通常输出进行传输。
图3示出了包括通过双线连接而连接的传感器控制器10和传感器信号接收器200的示例性系统。双线连接包括电源电压(Vdd)线308和接地(GND)线309。传感器控制器10可以包括安全机构302，以使得能够使用电源电压Vdd 308经由电流调制向传感器信号接收器200发送304故障指示符，并且能够经由电源电压308的电压调制从传感器信号接收器200接收306控制信号。传感器信号接收器200可以包括传感器安全状态检测器312(例如，图2的控制模块24)以使得能够(基于电流调制)接收314故障指示符并且使得能够(基于电压调制)发送316控制信号。例如，传感器控制器可以被配置为基于电流调制向传感器信号接收器发送传感器信号320，例如基于电源电流IVdd的第一电流消耗322和第二电流消耗324。传感器控制器可以进一步被配置为基于电源电流的第三电流消耗326来传输故障指示符。响应于故障指示符，传感器信号接收器可以被配置为(基于电源电压的电压调制)传输包括脉冲或消息的控制信号328。响应于控制信号，传感器控制器可以被配置为(基于电源电流的电流调制)向传感器信号控制器发送诊断信息330。
图4示出了包括通过三线连接而连接的传感器控制器10和传感器信号接收器200的示例性系统。三线连接包括电源电压(Vdd)线407、开漏电压(Vod)线408、接地(GND)线409和上拉电阻器410。传感器控制器10可以包括安全机构402(例如，图1的控制模块14)，以使得能够经由开漏电压Vod 408的电压调制来向传感器信号接收器200发送404故障指示符，并且能够经由开漏电压408的电压调制来从传感器信号接收器200接收406控制信号。传感器信号接收器200可以包括传感器安全状态检测器412(例如，图2的控制模块24)，以使得能够(基于开漏电压的电压调制)接收414故障指示符，并且能够(基于开漏电压的电压调制)发送416控制信号。例如，传感器控制器可以被配置为基于电流调制来向传感器信号接收器发送传感器信号420，例如基于开漏电压Vod的第一电压422和第二电压424。传感器控制器可以进一步被配置为基于第一电压424处的剩余部分426来传输故障指示符。响应于故障指示符，传感器信号接收器可以被配置为(基于开漏电压的电压调制)传输包括脉冲或消息的控制信号428。响应于控制信号，传感器控制器可以被配置为(基于开漏电压的电压调制)向传感器信号控制器发送诊断信息430。
在诊断状态期间可以使用从通信系统已知的各种调制方案和协议机制。针对传感器进入诊断状态的情况的通信协议可以是专有的，如SICI(串行检测和配置接口)接口，该接口可以已经在很多传感器中用于测试和编程目的。它也可以采用如用于2线接口的PSI5(外围传感器接口5)或DSI3(分布式系统接口3)或者用于3线通信的SPC(短脉冲宽度调制编码)等标准。例如，实施例可以用在传感器集成电路以及用户系统中。
在一些实施例中，ECU也可以被配置为在正常操作期间激活诊断模式，例如，在可以避免另一通信协议可以被解释为速度脉冲的情况下。
至少一些实施例可以基于在传感器进入安全状态的情况下打开诊断通信信道，例如，在狭窄的时间窗口内。至少一些实施例可以扩展速度传感器的诊断能力以用于高ASIL(汽车安全完整性水平)水平。
结合所提出的构思或者上面描述的一个或多个示例(例如，图1至图2a)来提及构思的更多细节和方面。该构思可以包括与所提出的构思的一个或多个方面或者在上面或下面描述的一个或多个示例相对应的一个或多个附加可选特征。
与一个或多个先前详述的示例和附图一起提及和描述的方面和特征也可以与其他示例中的一个或多个组合以替换其他示例的相似特征或者以另外地将该特征引入其他示例。
示例还可以是或者涉及具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机或处理器上执行时，程序代码用于执行上述方法中的一个或多个。上述各种方法的步骤、操作或过程可以由编程的计算机或处理器执行。示例还可以涵盖诸如数字数据存储介质等程序存储设备，该数字数据存储介质是机器、处理器或计算机可读的并且对机器可执行指令、处理器可执行指令或计算机可执行程序指令进行编码。这些指令执行或引起执行上述方法的一些或全部动作。程序存储设备可以包括或者可以是例如数字存储器、诸如磁盘和磁带等磁存储介质、硬盘驱动器或光可读数字数据存储介质。另外的示例还可以涵盖被编程为执行上述方法的动作的计算机、处理器或控制单元、或者被编程为执行上述方法的动作的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLA)或(现场)可编程门阵列((F)PGA)。
说明书和附图仅仅说明了本公开的原理。此外，本文中引用的所有示例主要旨在明确地仅用于教学目的，以帮助读者理解本公开的原理和发明人为促进现有技术所贡献的构思。本文中引用本公开的原理、方面和示例的所有陈述以及其具体示例旨在包含其等同物。
被表示为“用于......的装置”的执行特定功能的功能块可以是指被配置为执行特定功能的电路。因此，“用于某事的装置”可以被实现为“被配置为或适合于某事的装置”，诸如被配置为或适合于相应任务的设备或电路。
包括被标记为“装置”、“用于提供传感器信号的装置”、“用于生成传输信号的装置”等的任何功能块在内的图中示出的各种元件的功能可以以专用硬件(诸如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制器”等)以及能够与适当软件相关联地执行软件的硬件的形式来实现。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器来提供，多个单独的处理器中的一些或全部可以被共享。然而，术语“处理器”或“控制器”到目前为止并不仅限于能够执行软件的硬件，而是可以包括数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)和非易失性存储器。传统的和/或定制的其他硬件也可以被包括在内。
例如，框图可以示出实现本公开的原理的高级别电路图。类似地，流程图、状态转换图、伪代码等可以表示各种过程、操作或步骤，其可以例如实质上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行，无论这样的计算机或处理器是否明确示出。说明书或权利要求中公开的方法可以通过具有用于执行这些方法的各个动作中的每个动作的装置的设备来实现。
应当理解，除非例如出于技术原因而明确或暗示地另外声明，否则说明书或权利要求书中公开的多个动作、过程、操作、步骤或功能的公开可以不被解释为在特定的顺序内。因此，多个动作或功能的公开不会将这些限制为特定的顺序，除非这样的动作或功能由于技术原因而不可互换。此外，在一些示例中，单个动作、功能、过程、操作或步骤可以包括或可以分别分成多个子动作、子功能、子过程、子操作或子步骤。除非明确排除，否则这样的子动作可以被包括在内，并且是这个单个动作的公开的部分。
此外，以下权利要求由此被并入详细描述中，其中每个权利要求可以独立作为单独的示例。尽管每个权利要求可以作为单独的示例而独立，但是应当注意，虽然从属权利要求可以在权利要求中提到与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他示例也可以包括从属权利要求与每个其他从属或独立权利要求的主题的组合。除非声明不打算使用特定组合，否则本文中明确提出这样的组合。此外，意图在于任何其他独立权利要求包括某个权利要求的特征，即使该权利要求不是直接依赖于独立权利要求。

Claims (20)

1.一种用于传感器模块(100)的传感器控制器(10)，包括：
至少一个接口(12)，用于从所述传感器模块(100)获取传感器信息并且与传感器信号接收器(200)通信；以及
控制模块(14)，用于：
控制所述至少一个接口(12)，
从所述传感器模块(100)获取所述传感器信息，
基于所述传感器信息生成传感器信号，
发送所述传感器信号，
检测所述传感器模块(100)的故障状态，
基于指示所述传感器模块(100)的故障的所述故障状态，通过使用以下中的至少一项发送故障指示符：
超过或低于两个或更多个传感器信号传输电流电平的电流电平；
脉冲宽度比预定义的最大脉冲宽度长至少10％的脉冲；或者
协议帧内编码的标志或消息；
响应于所述故障指示符而从所述传感器信号接收器(200)接收控制信号，其中所述控制信号包括至少一个故障处理指令，以及
执行所述至少一个故障处理指令。
2.根据权利要求1所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于所述至少一个故障处理指令来确定诊断信息，并且向所述传感器信号接收器(200)发送所述诊断信息。
3.根据权利要求2所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于所述至少一个故障处理指令来执行所述传感器控制器(10)和/或所述传感器模块(100)的自测试以确定所述诊断信息。
4.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为从所述传感器模块(100)的存储器获取所述诊断信息的至少部分。
5.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于所述至少一个故障处理指令来改变所述传感器控制器(10)或所述传感器模块(100)的一个或多个参数。
6.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于所述至少一个故障处理指令来重新启动所述传感器模块(100)和/或所述传感器控制器(10)的至少部分。
7.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为在开始发送所述故障指示符之后接受所述至少一个故障处理指令。
8.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于发送所述故障指示符来进入诊断模式，并且其中所述控制模块(14)被配置为在处于所述诊断模式时执行所述至少一个故障处理指令，
以及/或者其中所述控制模块(14)被配置为如果所述故障状态指示所述传感器模块(100)的至少一部分的故障则发送所述故障指示符而不是所述传感器信号。
9.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为基于两个或更多个传感器信号传输电流电平来发送所述传感器信号，
以及/或者其中所述控制模块(14)被配置为基于一个或多个信号脉冲来发送所述传感器信号，其中所述一个或多个脉冲中的脉冲包括预定义的最大脉冲宽度，
以及/或者其中所述控制模块(14)被配置为基于一个或多个信号脉冲来发送所述传感器信号，其中所述一个或多个脉冲中的每个脉冲被协议帧跟随。
10.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述至少一个接口(12)被配置为使用双线连接与所述传感器信号接收器(200)通信，并且其中所述至少一个接口(12)被配置为基于电流调制来发送所述传感器信号和/或诊断信息。
11.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述控制信号基于电源电压或开漏电压的电压调制。
12.根据权利要求2或3所述的传感器控制器(10)，其中所述至少一个接口(12)被配置为与所述传感器信号接收器(200)无线地通信。
13.根据权利要求12所述的传感器控制器(10)，其中所述控制模块(14)被配置为如果所述故障状态指示所述传感器模块(100)的至少一部分的故障则激活所述至少一个接口(12)的无线接收器部分。
14.一种传感器信号接收器(200)，包括：
至少一个接口(22)，用于与传感器控制器(10)通信；以及
控制模块(24)，用于：
控制所述至少一个接口(22)，
经由所述至少一个接口(22)从所述传感器控制器(10)接收故障指示符，
所述故障指示符指示与所述传感器控制器(10)相关联的传感器模块的故障，并且
所述故障指示符为以下中的至少一项：
超过或低于两个或更多个传感器信号传输电流电平的电流电平；
脉冲宽度比预定义的最大脉冲宽度长至少10％的脉冲；或者
协议帧内编码的标志或消息；以及
响应于所述故障指示符而经由所述至少一个接口(22)向所述传感器控制器(10)提供控制信号，其中所述控制信号包括至少一个故障处理指令。
15.根据权利要求14所述的传感器信号接收器(200)，其中所述控制模块(24)进一步被配置为响应于所述控制信号而经由所述至少一个接口(22)从所述传感器控制器(10)接收诊断信息。
16.根据权利要求14或15所述的传感器信号接收器(200)，其中所述至少一个接口(24)被配置为通过将所述控制信号调制到电源电压上来发送所述控制信号，并且基于经调制的开漏电压或基于所述传感器的经调制的电流消耗来接收所述故障指示符。
17.一种增量式磁性速度传感器模块(100)，用于包括根据权利要求1至13中的一项所述的传感器控制器(10)的车辆用途。
18.一种用于传感器模块的传感器控制器的方法，所述方法包括：
从所述传感器模块获取(110)传感器信息；
基于所述传感器信息生成(120)传感器信号；
向传感器信号接收器(200)发送(130)所述传感器信号；
检测(140)所述传感器模块的故障状态；
基于指示所述传感器模块的故障的所述故障状态，通过使用以下中的至少一项发送(150)故障指示符：
超过或低于两个或更多个传感器信号传输电流电平的电流电平；
脉冲宽度比预定义的最大脉冲宽度长至少10％的脉冲；或者
协议帧内编码的标志或消息；以及
响应于所述故障指示符而从所述传感器信号接收器(200)接收(160)控制信号，其中所述控制信号包括至少一个故障处理指令；以及
执行(170)所述至少一个故障处理指令。
19.一种用于传感器信号接收器的方法，所述方法包括：
从传感器控制器(10)接收(210)故障指示符；
所述故障指示符指示与所述传感器控制器(10)相关联的传感器模块的故障，并且
所述故障指示符为以下中的至少一项：
超过或低于两个或更多个传感器信号传输电流电平的电流电平；
脉冲宽度比预定义的最大脉冲宽度长至少10％的脉冲；或者
协议帧内编码的标志或消息；以及
响应于所述故障指示符而向所述传感器控制器(10)提供(220)控制信号，其中所述控制信号包括至少一个故障处理指令。
20.一种计算机可读存储介质，存储具有程序代码的计算机程序，当所述计算机程序在计算机、处理器或可编程硬件组件上被执行时，所述程序代码用于执行根据权利要求18和19所述的方法中的至少一个方法。
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