CN114383636A - 用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查 - Google Patents

用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查 Download PDF

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CN114383636A CN202111160297.4A CN202111160297A CN114383636A CN 114383636 A CN114383636 A CN 114383636A CN 202111160297 A CN202111160297 A CN 202111160297A CN 114383636 A CN114383636 A CN 114383636A
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Abstract

本公开的各实施例涉及用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查。一种传感器的监测设备可以在传感器的信号路径的第一分支上的点处获取第一信号。监测设备可以在传感器的信号路径的第二分支上的点处获取第二信号并且可以针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号。监测设备可以针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号。监测设备可以确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量。监测设备可以基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量来评估信号路径的功能。

Description

用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查
技术领域
本公开的各实施例涉及用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查。
背景技术
磁传感器可以感测由旋转目标轮(诸如齿轮、编码器轮等)产生或扭曲的磁场。磁传感器可以基于感测到的磁场来输出信号以用于标识目标轮的旋转方向、目标轮的旋转速度、目标轮的旋转角度等。
发明内容
在一些实现中，一种方法包括：由传感器的监测设备在传感器的信号路径的第一分支上的点处获取第一信号；由监测设备在传感器的信号路径的第二分支上的点处获取第二信号；由监测设备针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号；由监测设备针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号；由监测设备并且基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测，来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量；以及由监测设备，基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径的功能。
在一些实现中，一种传感器包括：信号路径，包括第一分支和第二分支；以及监测设备，用于：在信号路径的第一分支上的点处获取第一信号；在信号路径的第二分支上的点处获取第二信号；针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号；针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号；基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测，来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量；以及基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径的功能。
在一些实现中，一种监测设备包括：一个或多个部件，用于：针对由模拟信号指示的模拟特性来监测模拟信号，模拟信号与传感器的信号路径的模拟分支相关联；针对由数字信号指示的数字特性来监测数字信号，数字信号与传感器的信号路径的数字分支相关联并且是模拟信号的数字表示；以及基于对模拟信号的监测和对数字信号的监测来评估信号路径的功能，对功能的评估基于以下至少一项：确定在没有由数字信号指示的特定数量的数字特性的情况下由模拟信号指示的模拟特性的数量是否达到模拟特性的阈值数量，或者确定在没有由模拟信号指示的特定数量的模拟特性的情况下由数字信号指示的数字特性的数量是否达到数字特性的阈值数量。
附图说明
图1A和1B是示出用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查的示例实现的图；
图2A和2B是可以在其中实现本文中描述的系统和/或方法的示例环境的图；
图3是图2A或2B的示例环境中包括的传感器的示例元件的图；以及
图4是如本文中描述的与用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查相关的示例过程的流程图。
具体实施方式
以下对示例实现的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元素。
如上所述，磁传感器可以被设计为感测磁场并且输出信号以用于标识目标轮的旋转方向、目标轮的旋转速度、目标轮的旋转角度等。在某些应用中，可能需要确保磁传感器的功能安全。一般而言，功能安全可以定义为不存在由磁传感器的故障行为(例如，系统故障、随机磁传感器故障等)引起的危险而导致的不合理风险(例如，对于系统、对于环境、对于人类等)。
在汽车上下文中，汽车安全完整性等级(ASIL)方案可以用于规定对磁传感器的功能安全要求。ASIL方案是由国际标准化组织(ISO)26262标准(题为“Functional Safetyfor Road Vehicles(道路车辆的功能安全)”)定义的风险分类方案，该方案为量产汽车中的电气和/或电子系统的功能安全提供了标准。ASIL分类定义了符合ISO 26262标准所需要的安全要求。ASIL是通过查看车辆操作场景的严重性、暴露度以及可控性来对潜在危害进行风险分析而建立的。该危害的安全目标又包含ASIL要求。该标准确定了四个ASIL：ASILA、ASIL B、ASIL C、ASIL D。ASIL D规定了最高完整性要求，而ASIL A规定了最低完整性要求。具有低风险的危害(因此不需要根据ISO 26262采取安全措施)被标识为质量管理(QM)。在某些情况下，被设计为感测磁场并且输出信号以用于标识目标轮的旋转方向、速度和/或角度的磁传感器可能需要特定ASIL，诸如ASIL B。为了确保这样的磁传感器中的功能安全，应当实现一种安全机制以允许标识和发信号通知传感器功能的缺失。
一种用于在磁传感器中提供功能安全的可能技术是复制磁传感器的功能元件，使得能够提供完全冗余信号路径(这允许比较来自冗余信号路径的输出以标识错误)。然而，提供信号路径的完全冗余是昂贵的，例如，由于需要附加的芯片面积和开销复杂性，并且在任何情况下都可能不需要。此外，由于因磁传感器中包括两个信号路径而导致信号路径错误的可能性增加，磁传感器的总体可用性降低。
另一种可能的技术是实现一种监测机制来监测磁传感器中的信号路径的功能。一种用于监测信号路径的功能的监测机制是超时监测器。如果在指定时间段内没有生成输出，则超时监测器将操作以重置磁传感器。然而，使用这种超时监测器，目标轮的静止功能(即，零赫兹(Hz)能力)是不可达到的，因为目标轮的静止会导致误报错误检测。因此，超时监测器需要耦合到外部安全机制(例如，在电子控制单元(ECU)处)，以准确检测传感器芯片故障。
另一种用于监测信号路径的功能的监测机制是信号监测器。信号监测器的一个实现从同一信号路径上的不同点获取第一信号和第二信号，其中第二信号与第一信号相关，诸如是第一信号的已处理版本。这里，信号监测器标识第一信号中的第一特性(例如，过零)，并且然后检查对应的与第一特性一致的第二特性是否存在于第二信号中。即，信号监测器通过评估第一信号的特性(例如，第一信号的过零处的上升沿的斜率)是否可以在第二信号中表示，来评估第一信号与第二信号之间的预期相互关系是否可以得到确认。如果信号监测器在第二信号中没有发现第二特性(即，第一特性未在第二信号中表示)，则信号监测器发信号通知与信号路径相关联的警告或故障。
信号监测器的另一实现交叉检查在磁传感器的不同信号路径上接收的信息，诸如磁传感器的速度信号路径(例如，提供可以基于其来确定旋转速度的信号的信号路径)和磁传感器的方向信号路径(例如，提供可以基于其来确定旋转方向的信号的信号路径)。这里，期望速度信号和方向信号彼此具有预定义关系，诸如90度(°)相位差。监测机制获取速度信号和方向信号，并且确定从不同信号路径获取的信号之间是否存在预定义关系。如果监测机制基于速度信号和方向信号的比较发现违反了预定义关系，则监测机制发信号通知警告或故障，以表明速度信号和/或方向信号不可靠。
值得注意的是，信号监测器的上述实现在旋转方向不会发生突然变化并且目标轮很少或不存在振动的应用中的表现是可接受的。然而，这些信号监测器在出现突然的旋转方向变化时表现不佳，并且对振动不稳健。振动在某些应用中可能很常见，诸如传动应用(例如，当目标轮未锁定到齿轮中时)。在该上下文中的振动包括角度振动(例如，目标轮的旋转方向的快速发生的重复变化)和/或气隙振动(例如，目标轮与传感器芯片之间的气隙的大小的快速发生的重复变化)。振动会显著影响传感器信号的一个或多个特性。例如，当磁传感器包括速度信号路径和方向信号路径时，角度振动会导致速度和方向信号发生相移，并且作为这些相移的结果，还会导致速度和方向信号的幅度变化。这里，气隙振动引起速度信号和/或方向信号的幅度变化。给定信号受到影响的程度取决于振动期间目标轮的角位置。例如，在速度信号的极值(例如，最大值或最小值)和方向信号的过零附近发生的振动可能引起相移，从而导致速度信号具有相对较小的幅度并且方向信号具有相对较大的幅度。作为另一示例，在方向信号的极值和速度信号的过零附近发生的振动可能引起相移，从而导致速度信号具有相对较大的幅度并且方向信号具有相对较小的幅度。
在这种振动情况下，上述信号监测器实现很可能会发信号通知信号路径上的误报错误。这些误报导致磁传感器的可用性较低，这是不可接受的，特别是在经常发生振动的应用(例如，传动应用)中。
本文中描述的一些方面提供了用于确保磁传感器的功能安全的用于稳健信号路径合理性检查的技术和装置。在一些实现中，一种传感器的监测设备可以在信号路径的第一分支上的点处获取第一信号并且可以在信号路径的第二分支上的点处获取第二信号。监测设备可以针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号并且可以针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号。监测设备可以基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测，来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性(例如，一个或多个第二特性)的情况下，由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量。监测设备然后可以基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径的功能。下面提供其他细节。
在一些实现中，本文中描述的技术和装置利用磁传感器的单个信号路径中的固有冗余来显著提高功能安全，而无需添加昂贵的冗余功能。结果，可以评估磁传感器的功能，并且由于信号与同一信号路径相关联，因此磁传感器的功能安全的评估将独立于信号频率和外部振动。值得注意的是，本文中描述的技术和装置提供信号路径的显著覆盖(例如，信号路径在模拟桥之后的一部分，其可以是信号路径的大约75％)。此外，本文中描述的技术和装置与静止功能兼容，这表示，磁传感器不需要耦合到与评估功能安全相关的外部安全机制。此外，本文中描述的技术和装置对振动具有稳健性，这表示，减少或消除了误报错误指示的可能性，从而增加了磁传感器的可用性(例如，与配置有任何上述信号监测器实现的传感器相比)。一般而言，本文中描述的技术和装置利用相对少量并且廉价的附加电路装置来提高磁传感器的功能安全，而不会损害磁传感器的功能。
图1A和1B是示出用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查的示例实现的图。在图1A和1B中，传感器100(例如，磁传感器)包括信号路径101和监测设备110。在一些实现中，传感器100可以是例如用于输出速度信号(例如，指示目标轮的旋转速度的信号)和/或方向信号(例如，指示目标轮的旋转方向的信号)的速度传感器。因此，信号路径101可以是传感器100的速度路径、传感器100的方向路径、或传感器100的另一种类型的信号路径。如本文所述，监测设备110是传感器100的、用于评估信号路径101的功能的设备。
如图1A和1B所示，信号路径101由与由传感器100生成和提供输出信号相关联的信号处理流程来定义。如图1A和1B所示，信号路径101可以包括传感器桥部分和模拟信号部分。传感器桥部分是与感测撞击一个或多个感测元件(例如，磁传感器215的一个或多个感测元件310，如下面分别关于图3和2所述)的磁场相关联的信号路径101的一部分。模拟信号部分包括与响应于撞击传感器桥部分的一个或多个感测元件的磁场而生成和处理模拟信号相关联的信号路径101的一部分。如图所示，在模拟信号部分之后，信号路径101可以包括两个或更多个分支。即，信号路径101可以分成两个或更多个信号路径分支。例如，如图1A和1B所示，信号路径101可以包括分支102a、分支102p和分支104d。
在信号路径101中，分支102a是模拟信号路径。即，分支102a是提供模拟信号(例如，由信号路径101的模拟信号部分生成的模拟信号)的信号路径101的分支。在一些实现中，模拟路径是信号路径101的低抖动部分(例如，因为模拟信号不包括由模拟信号的数字化而生成的噪声)。在分支102a上或由分支102a提供的信号在本文中称为模拟信号a。
在信号路径101中，分支102p是已处理信号路径。即，分支102p是提供已处理信号的信号路径101的分支。在一些实现中，已处理信号是由信号路径101的模拟信号部分生成的模拟信号的已处理版本(如在传感器100中)。在一些实现中，已处理信号是由信号路径101的数字信号部分生成的数字信号的已处理版本。在一些实现中，在分支102p上执行的信号的处理导致对分支102p上的信号的延迟。因此，当已处理信号是已处理模拟信号时，与分支102a上的模拟信号相比，分支102p上的信号可以被延迟(或以其他方式处理)。类似地，当已处理信号是已处理数字信号时，与分支102d上的数字信号相比，分支102p上的信号可以被延迟(或以其他方式处理)。在一些实现中，由分支102p赋予的延迟量可以预先确定(即，由分支102p赋予的延迟可以通过分支102p的设计来选择)。已处理信号可以通过例如对模拟信号或数字信号应用延迟、对模拟信号或数字信号应用滤波器、对模拟信号或数字信号进行放大、和/或以其他方式处理模拟信号或数字信号来产生。在一些实现中，如图所示，分支102p可以源自沿着分支102a的模拟信号路径上的点。在一些实现中，分支102p可以源自沿着分支102d的数字信号路径上的点。在分支102p上或由分支102p提供的信号在本文中称为已处理信号p。
在信号路径101中，分支104d是数字信号路径。即，分支104d是提供数字信号(例如，作为由信号路径101的模拟信号部分生成的模拟信号的数字表示的信号)的信号路径101的分支。如图所示，分支104d可以包括模数(ADC)部分(例如，执行模数转换的部分)和数字信息部分(例如，执行数字信号处理的部分)。在一些实现中，分支104d是与提供可以用于例如幅度评估、偏移评估、过零评估等的数字采样信号相关联的分支。在分支104d上或由分支104d提供的信号在本文中称为数字信号d。
在一些实现中，监测设备110可以使用在信号路径101的两个不同分支上(例如，在信号路径101中的两个不同点处，诸如分支102a上的点和分支102d上的点、分支102a上的点和分支102p上的点、或分支102d上的点和分支120p上的点)获取的信号来评估信号路径101的功能。例如，监测设备110可以在信号路径101的第一分支上的点处获取第一信号，并且可以在信号路径101的第二分支上的点处获取第二信号。监测设备110可以针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号并且可以针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号。监测设备110可以基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测，来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性(例如，一个或多个第二特性)的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量。监测设备110然后可以基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径101的功能。如下所述，监测设备110评估信号路径101的功能的方式对于与传感器100相关联的目标轮的旋转方向的振动和突然变化是稳健的。这种功能评估的具体示例在下文中描述。
在一些实现中，监测设备110基于数字信号d和模拟信号a评估信号路径101的功能。图1A示出了监测设备110基于数字信号d和模拟信号a来评估信号路径101的功能的第一示例。如附图标记151所示，监测设备110可以(例如，从信号路径101的分支104d上的点)获取数字信号d，并且如附图标记152所示，磁传感器可以(例如，从信号路径101的分支102a上的点)获取模拟信号a。
如附图标记153所示，在评估信号路径101的功能的第一示例中，监测设备110针对数字特性监测数字信号d，并且针对模拟特性监测模拟信号a。
数字特性是由数字信号d指示的特性。例如，数字特性可以是数字信号d的阈值跨越(例如，过零)。作为另一示例，数字特性可以是与数字信号相关联的事件(例如，开关事件)。在一些实现中，监测设备110可以使用传感器100的数字比较器(例如，传感器100的数字域中的比较器)来针对数字特性监测数字信号d。例如，在操作中，数字比较器可以在数字信号d的每个过零处切换数字比较器的输出电压。即，数字比较器可以在数字信号d的第一过零处将输出电压从第一电平切换到第二电平，然后在第二过零处将输出电压从第二电平切换回第一电平，然后在第三过零处将输出电压从第一电平切换回第二电平，以此类推。在一些实现中，数字比较器可以利用所谓的隐藏迟滞技术。根据隐藏迟滞技术，跨越第一迟滞电平(例如，较低电压电平)或第二迟滞电平(例如，较高电压电平)的数字信号d使数字比较器准备好在下一过零处切换输出电压。此外，根据隐藏迟滞技术，如果数字信号d跨越迟滞电平中的一个迟滞电平，使得数字比较器准备好在下一过零处切换输出电压，并且数字信号d跨越同一迟滞电平(例如，没有跨越另一迟滞电平，正如在下一过零之后所预期的)，则迟滞电平的第二跨越触发数字比较器切换输出电平。在一些实现中，隐藏迟滞电平是固定的(例如，未适配)。在一些实现中，隐藏迟滞技术的使用降低了在数字信号d中丢失脉冲的可能性。
在一些实现中，监测设备110可以基于数字比较器的输出来针对数字特性监测数字信号d。例如，监测设备110可以将数字比较器的输出的电压电平的每个变化标识为数字特性。在一些实现中，监测设备110可以与针对数字特性监测数字信号d相关联地保持由数字信号d指示的数字特性的数目的计数。
模拟特性是由模拟信号a指示的特性。例如，模拟特性可以是模拟信号a的阈值跨越(例如，迟滞跨越)。作为另一示例，模拟特性可以是与模拟信号相关联的事件(例如，开关事件)。在一些实现中，监测设备110可以使用传感器100的模拟比较器(例如，传感器100的模拟域中的比较器)来针对模拟特性监测模拟信号a。例如，在操作中，模拟比较器可以在更低迟滞电平的模拟信号a的每个向下倾斜跨越处和在更高迟滞电平的模拟信号a的每个向上倾斜跨越处切换模拟比较器的输出电压。即，模拟比较器可以在模拟信号a与更低迟滞电平的第一向下倾斜跨越处将输出电压从第一电平切换到第二电平，然后在模拟信号a与更高迟滞电平的第一向上倾斜跨越处将输出电压从第二电平切换回第一电平，然后在模拟信号a与更低迟滞电平的第二向下倾斜跨越处将输出电压从第一电平切换回第二电平，以此类推。在一些实现中，模拟比较器可以利用所谓的可见迟滞技术。在一些实现中，在可见迟滞技术中使用的更低迟滞电平和更高迟滞电平可以基于模拟信号a的极值(例如，最大值和最小值)来适配。例如，迟滞电平可以被适配使得更低迟滞电平和更高迟滞电平是模拟信号a的极值之间的差值的50％。
在一些实现中，监测设备110可以基于模拟比较器的输出来针对模拟特性监测模拟信号a。例如，监测设备110可以将模拟比较器的输出的电压电平的每个变化标识为模拟特性。在一些实现中，监测设备110可以与针对模拟特性监测模拟信号a相关联地保持由模拟信号a指示的模拟特性的数目的计数。
如附图标记154所示，评估信号路径101的功能的第一示例中的下一操作包括确定在没有由模拟信号a指示的特定数量的模拟特性(例如，一个或多个模拟特性)的情况下由数字信号d指示的数字特性的数量是否达到数字特性的阈值数量。例如，监测设备110可以基于针对数字特性对数字信号d的监测和针对模拟特性对模拟信号a的监测来确定在没有由模拟信号a指示的特定数量的模拟特性的情况下由数字信号d指示的数字特性的数量是否达到数字特性的阈值数量。
数字特性的阈值数量可以指示例如在没有检测到特定数量的模拟特性的情况下可以出现的数字特性的最大数量。作为特定示例，数字特性的阈值数量可以指示在没有由模拟信号a指示的模拟特性的情况下可以由数字信号d指示最多15个数字特性。在一些实现中，数字特性的阈值数量被选择以提供第一示例功能评估对误报错误检测的稳健性。例如，在目标轮的旋转方向存在振动或突然变化的情况下，可能需要一段时间来允许调节模拟信号a和/或数字信号d的一个或多个参数(例如，偏移、迟滞电平等)，以分别确保模拟比较器和数字比较器的准确操作(例如，使得没有脉冲被丢失)。这里，数字特性的阈值数量可以被选择以允许在与模拟信号a相关联的故障指示被触发之前，调节模拟信号a的一个或多个参数。
如附图标记155所示，评估信号路径101的功能的第一示例中的下一操作包括：基于在没有由模拟信号a指示的特定数量的模拟特性的情况下由数字信号d指示的数字特性的数量是否达到数字特性的阈值数量，评估信号路径101的功能。这里，如果在没有特定数量的模拟特性的情况下的数字特性的数目达到数字特性的阈值数量(例如，如果在没有检测到一个模拟特性的情况下检测到15个数字特性)，则监测设备110可以确定信号路径101未通过第一示例功能评估(例如，在与模拟信号a相关联的信号路径101的一部分上存在错误)。相反，如果在没有特定数量的模拟特性的情况下的数字特性的数目没有达到数字特性的阈值数量(例如，如果在没有检测到一个模拟特性的情况下检测到少于15个数字特性)，则监测设备110可以确定信号路径101已经通过第一示例功能评估。监测设备110可以以上述方式继续(例如，周期性地)执行第一示例功能评估。
图1B示出了基于数字信号d和模拟信号a来评估信号路径101的功能的监测设备110的第二示例。如附图标记161所示，监测设备110可以(例如，从信号路径101的分支104d上的点)获取数字信号d，并且如附图标记162所示，磁传感器可以(例如，从信号路径101的分支102a上的点)获取模拟信号a。
如附图标记163所示，在评估信号路径101的功能的第二示例中，监测设备110针对数字特性监测数字信号d并且针对模拟特性监测模拟信号a。在一些实现中，以与第一示例功能检查相关联的上述方式，监测设备110可以针对数字特性监测数字信号d并且可以针对模拟特性监测模拟信号a。
如附图标记164所示，评估信号路径101的功能的第二示例中的下一操作包括：确定在没有由数字信号d指示的特定数量的数字特性(例如，一个或多个数字特性)的情况下由模拟信号a指示的模拟特性的数量是否达到模拟特性的阈值数量。例如，监测设备110可以基于对数字信号d的数字特性的监测和对模拟信号a的模拟特性的监测来确定在没有由数字信号d指示的特定数量的数字特性的情况下由模拟信号a指示的模拟特性的数量是否达到模拟特性的阈值数量。
模拟特性的阈值数量可以指示例如在没有检测到特定数量的数字特性的情况下可以发生的模拟特性的最大数量。作为特定示例，模拟特性的阈值数量可以指示在没有由数字信号d指示的数字特性的情况下可以由模拟信号a指示最多6个模拟特性。在一些实现中，模拟特性的阈值数量被选择以提供第二示例功能评估对误报错误检测的稳健性。例如，在目标轮的旋转方向存在振动或突然变化的情况下，可能需要一段时间来允许调节模拟信号a和/或数字信号d的一个或多个参数(例如，偏移、迟滞电平等)，以分别确保模拟比较器和数字比较器的准确操作(例如，使得没有脉冲被丢失)。这里，模拟特性的阈值数量可以被选择以允许在与数字信号d相关联的故障指示被触发之前调节数字信号d的一个或多个参数。
如附图标记165所示，评估信号路径101的功能的第二示例中的下一操作包括：基于在没有由数字信号d指示的特定数量的数字特性的情况下由模拟信号a指示的模拟特性的数量是否达到模拟特性的阈值数量，评估信号路径101的功能。这里，如果在没有特定数量的数字特性的情况下的模拟特性的数目达到模拟特性的阈值数量(例如，如果在没有检测到一个数字特性的情况下检测到6个模拟特性)，则监测设备110可以确定信号路径101未通过第二示例功能评估(例如，在与数字信号d相关联的信号路径101的一部分上存在错误)。相反，如果在没有特定数量的数字特性的情况下的模拟特性的数目没有达到模拟特性的阈值数量(例如，如果在没有检测到一个数字特性的情况下检测到少于6个模拟特性)，则监测设备110可以确定信号路径101已经通过第二示例功能评估。监测设备110可以以上述方式继续(例如，周期性地)执行第二示例功能评估。
在一些实现中，监测设备110基于模拟信号a以及为模拟信号a的已处理版本形式的已处理信号p来评估信号路径101的功能。监测设备110基于模拟信号a和已处理信号p评估信号路径101的功能的第三示例描述如下。在一个示例中，监测设备110可以获取模拟信号a(例如，在信号路径101的分支102a上)，并且可以获取已处理信号p(例如，在信号路径101的分支102p上)。这里，监测设备110可以标识由模拟信号a指示的模拟特性(例如，以上述方式)。接着，监测设备110可以确定在由模拟信号a指示的模拟特性之后的下一特性是由模拟信号a指示的特性还是由已处理信号p指示的特性。即，监测设备110确定检测到的下一特性(在时域中)是由模拟信号a指示的特性还是由已处理信号p指示的特性。监测设备110然后基于下一特性是由模拟信号a指示的特性还是由已处理信号p指示的特性，评估信号路径101的功能。这里，因为已处理信号p相对于模拟信号a延迟，所以预期两个信号的特性在模拟信号a与已处理信号p之间交替。因此，如果在模拟信号a上连续检测到两个特性(即，在模拟信号a的两个特性之间没有检测到已处理信号p的特性)，则信号路径101上可能存在故障。因此，例如，如果监测设备110确定模拟信号a的特性之后的下一特性是由模拟信号a指示的特性，则监测设备110可以确定信号路径101没有通过功能评估。相反，如果监测设备110确定模拟信号a的特性之后的下一特性是由已处理信号p指示的特性，则监测设备110可以确定信号路径101已经通过第三功能评估。监测设备110可以以上述方式继续(例如，周期性地)执行第三示例功能评估。
在一些实现中，监测设备110基于数字信号d以及为数字信号d的已处理版本形式的已处理信号p，评估信号路径101的功能。监测设备110基于数字信号d和已处理信号p评估信号路径101的功能的第四示例描述如下。在一个示例中，监测设备110可以获取数字信号d(例如，在信号路径101的分支102d上)并且可以获取已处理信号p(例如，在信号路径101的分支102p上)。这里，监测设备110可以标识由数字信号d指示的数字特性(例如，以上述方式)。接着，监测设备110可以确定在由数字信号d指示的数字特性之后的下一特性是由数字信号d指示的特性还是由已处理信号p指示的特性。即，监测设备110确定检测到的下一特性(在时域中)是由数字信号d指示的特性还是由已处理信号p指示的特性。监测设备110然后基于下一特性是由数字信号d指示的特性还是由已处理信号p指示的特性，评估信号路径101的功能。这里，因为已处理信号p相对于数字信号d延迟，所以预期两个信号的特性在数字信号d与已处理信号p之间交替。因此，如果在数字信号d上连续检测到两个特性(即，在数字信号d的两个特性之间没有检测到已处理信号p的特性)，则信号路径101上可能存在故障。因此。例如，如果监测设备110确定数字信号d的特性之后的下一特性是由数字信号d指示的特性，则监测设备110可以确定信号路径101没有通过功能评估。相反，如果监测设备110确定数字信号d的特性之后的下一特性是由已处理信号p指示的特性，则监测设备110可以确定信号路径101已经通过第四功能评估。监测设备110可以以上述方式继续(例如，周期性地)执行第四示例功能评估。
在一些实现中，给定功能检查的执行可以基于例如定时器、来自另一设备(例如，ECU)的通信等来触发。在一些实现中，磁传感器可以执行上述功能检查中的一个或多个功能检查。例如，磁传感器可以执行上述三个功能检查中的每个功能检查。在一些实现中，磁传感器执行两个或更多个功能检查的顺序可以是预定义的、随机化的、基于优先级的、旋转的等。
在一些实现中，当监测设备110确定信号路径101没有通过功能评估时(例如，当功能评估的结果指示存在与信号路径101相关联的错误时)，监测设备110可以发信号通知(例如，向ECU或另一设备)与信号路径101相关联的错误。在一些实现中，监测设备110可以提供与信号路径101相关联的一个或多个功能评估的结果的指示。例如，监测设备110可以提供(例如，向ECU或另一设备)信号路径101是否已经通过一个或多个功能评估的指示。在一些实现中，该指示可以包括标识信号路径101通过或未通过的功能评估的信息和/或指示信号路径101的、在其上检测到错误的部分的信息。在一些实现中，该指示可以包括另一种类型的信息，诸如指示由与功能检查相关联的一个或多个信号指示的特性的数目的信息、指示信号路径101通过或未通过功能检查的程度的信息、或其他信息类型。
在一些实现中，仅当一个或多个条件满足时，监测设备110才可以提供指示(例如，发信号通知信号路径101的错误)。即，在一些实现中，当一个或多个条件不满足时，监测设备110可以抑制(例如，避免提供)指示。
在一些实现中，一个或多个条件可以包括确定传感器100的振动没有超过振动阈值。例如，监测设备110可以包括被配置为检测传感器100的振动是否超过振动阈值(例如，在该振动阈值之上传感器100的操作可能受到不利影响的阈值)的一个或多个部件。这里，如果监测设备110确定传感器100的振动没有超过振动阈值，则监测设备110可以提供指示(例如，使得监测设备110发信号通知检测到的错误)。相反，如果监测设备110确定传感器100的振动超过振动阈值，则监测设备110可以抑制该指示(例如，使得监测设备110不发信号通知检测到的错误)，并且相反，可以发信号通知已经检测到振动。以这种方式，监测设备110可以配置有考虑到传感器100的振动的检测的豁免。在一些实现中，在振动期间，监测设备110可以避免执行任何功能评估和/或忽略任何功能评估的结果。
作为另一示例，监测设备110可以包括被配置为检测传感器100中的气隙何时超过允许气隙的一个或多个部件。这里，如果监测设备110确定气隙没有超过允许气隙限制，则监测设备110可以提供指示(例如，使得监测设备110发信号通知检测到的错误)。相反，如果监测设备110确定气隙超过允许气隙极限，则监测设备110可以抑制该指示(例如，使得监测设备110不发信号通知检测到的错误)。
作为另一示例，监测设备110可以包括被配置为检测要应用于信号路径101的偏移何时超出(例如，高于或低于)允许偏移范围的一个或多个部件。这里，如果监测设备110确定偏移没有超出允许偏移范围，则监测设备110可以提供指示。相反，如果监测设备110确定偏移超出允许偏移范围，则监测设备110可以抑制指示。
在一些实现中，要求满足一个或多个条件可以防止在信号路径101实际上可能没有经历错误时，监测设备110指示由一个或多个功能评估检测到的错误。即，一个或多个条件可以防止在实际上可能没有错误或者可能存在与传感器相关联的另一类型的错误(例如，系统级错误而不是信号路径101上的错误)时，指示与信号路径101相关联的错误。
如上所述，图1A和1B被提供作为示例。其他示例可以与关于图1A和1B描述的不同。图1A和1B所示的部件的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图1A和1B所示的相比，可以存在更多的部件、更少的部件、不同的部件或不同地布置的部件。此外，图1A和1B所示的两个或更多个部件可以在单个部件内实现，或者图1A和1B所示的单个部件可以实现为多个、分布式部件。另外地或备选地，图1A和1B所示的一组部件(例如，一个或多个部件)可以执行被描述为由图1A和1B所示的另一组部件执行的一个或多个功能。
图2A和2B是可以在其中实现本文中描述的系统和/或方法的示例环境200和250的图。如图2A所示，环境200可以包括齿轮205、磁体210、磁传感器215和ECU 220。
齿轮205包括具有一组齿的轮。在一些实现中，齿轮205可以在旋转期间扭曲磁体210的磁场，使得磁传感器215可以感测与磁体210相关联的经扭曲磁场。在一些实现中，齿轮205可以包括铁磁体材料。在一些实现中，齿轮205可以附接到或耦合到其旋转速度、旋转方向和/或角位置将被测量的物体，诸如圆柱形结构(例如，曲轴、凸轮轴、旋转圆柱体、传动轴等)、车轮结构(例如，与轮胎相关联)、车轴(例如，车辆轴)等。
在一些实现中，诸如在曲轴环境中，齿轮205可以包括对称的齿轮，其中齿轮205的齿具有相同宽度并且齿轮205的齿隙具有相同宽度。在一些实现中，齿轮205可以包括在齿轮205的一对齿之间的参考区域(例如，相对较长的齿或间隙)。在一些实现中，诸如在凸轮轴上下文中，齿轮205可以包括不对称的齿轮，其中齿轮205的齿具有不同宽度和/或齿轮205的齿隙具有不同宽度。
磁体210包括产生可以由磁传感器215感测的磁场的磁体。在一些实现中，磁体210可以定位成使得由磁体210产生的磁场被齿轮205扭曲。另外地或备选地，磁体210可以包括反向偏置磁体，和/或可以定位在磁传感器215附近、被包括在磁传感器215中和/或附接到磁传感器215。
磁传感器215包括具有诸如磁阻(MR)传感器、霍尔效应传感器、可变磁阻传感器(VRS)、磁通门传感器等传感器的一个或多个部件(本文中也称为“传感器部件”)的模块。在一些实现中，如本文所述，磁传感器215可以包括信号路径101，并且可以包括能够执行与信号路径101相关联的一个或多个功能评估的监测设备110。在一些实现中，磁传感器215可以连接到ECU 220，使得磁传感器215可以向ECU 220传输与磁轮(例如，齿轮205、编码器轮225)相关联的信息和/或与传感器系统(例如，包括齿轮205、磁体210和磁传感器215的磁路)相关联的信息。与磁轮相关联的信息可以包括例如与磁轮的旋转速度、磁轮的旋转方向、磁轮的角位置等相关联的信息。在一些实现中，磁传感器215可以经由一个或多个传输接口(例如，电压接口、电流接口等)和/或经由一个或多个输出端子向ECU 220提供这样的信息。在一些实现中，磁传感器215可以包括三线传感器(例如，包括一个输出端子)、四线传感器(例如，包括两个输出端子)等。关于磁传感器215的附加细节在下面关于图3进行描述。
ECU 220包括与以下各项相关联的一个或多个电路：确定磁轮(即，连接到齿轮205或编码器轮225的可旋转物体)的旋转速度和/或方向、确定与关联于传感器系统的错误相关联的信息、和/或与控制一个或多个电气系统和/或电气子系统相关联地提供这样的信息。在一些实现中，ECU 220可以连接到磁传感器215，使得ECU 220可以经由一个或多个传输接口和/或经由一个或多个输出端子从磁传感器215接收信息(例如，一个或多个信号)。
在一些实现中，ECU 220能够基于由磁传感器215传输的信息来对一个或多个电气系统和/或电气子系统进行校准、控制、调节等。在一些实现中，ECU 220可以包括电子/引擎控制模块(ECM)、动力系统控制模块(PCM)、变速器控制模块(TCM)、制动控制模块(BCM或EBCM)、中央控制模块(CCM)、中央计时模块(CTM)、通用电子模块(GEM)、车身控制模块(BCM)、悬架控制模块(SCM)等。
如图2B所示，示例环境250可以包括磁传感器215、ECU 220和编码器轮225(例如，而不是齿轮205和磁体210)。编码器轮225包括具有至少两个交替极点(诸如北极和南极)的磁极轮。在一些实现中，编码轮225可以包括参考区(例如，具有相对较长极点的部分)。在一些实现中，编码器轮225可以产生磁场。在一些实现中，编码器轮225可以附接到或耦合到其旋转速度、旋转方向和/或位置将被测量的物体，诸如圆柱形结构(例如，曲轴、凸轮轴、旋转圆柱体等)、车轮结构(例如，与轮胎相关联)、车轴(例如，车辆轴)等。在一些实现中，编码器轮225和/或齿轮205可以称为“目标轮”。
图2A和2B所示的装置的数目和布置被提供作为示例。在实践中，与图2A和2B所示的相比，可以存在更多的装置、更少的装置、不同的装置或不同地布置的装置。例如，虽然图2A和2B分别示出了示例环境200和250中的装置的特定布置，但是在一些实现中，磁体210和/或磁传感器215可以以所谓的“顶读(top read)”布置进行布置，其中磁体210和/或磁传感器215定位在齿轮205/编码器轮225上方(例如，而不是如图2A和2B所示在齿轮205/编码器轮225下方)。此外，图2A和2B所示的两个或更多个装置可以在单个装置内实现，或者图2A和/或2B所示的单个装置可以实现为多个分布式装置。另外地或备选地，图2A和2B的一组装置(例如，一个或多个装置)可以执行被描述为由图2A和/或2B的另一组装置执行的一个或多个功能。
图3是图2A的示例环境200和/或图2B的示例环境250中包括的磁传感器215的示例元件的图。如图所示，磁传感器215可以包括至少一个感测元件310、ADC 320、数字信号处理器(DSP)330、可选的存储器元件340和数字接口350。
感测元件310包括用于感测磁传感器215处的磁场的元件。例如，感测元件310可以包括基于磁阻(MR)的感测元件，该感测元件的元件由磁阻材料(例如，镍铁(NiFe))制成，其中磁阻材料的电阻可以取决于存在于磁阻材料处的磁场的强度和/或方向。这里，感测元件310可以基于各向异性磁阻(AMR)效应、巨磁阻(GMR)效应、隧道磁阻(TMR)效应等来操作。作为另一示例，感测元件310可以包括基于霍尔效应进行操作的、基于霍尔的感测元件。作为附加示例，感测元件310可以包括基于感应进行操作的、基于可变磁阻(VR)的感测元件。在一些实现中，感测元件310可以向ADC 320提供与磁场相对应的模拟信号。
ADC 320包括将来自感测元件310的模拟信号转换为数字信号的模数转换器。例如，ADC 320可以将从一组感测元件310和/或物理参数传感器315接收的模拟信号转换为数字信号，以供DSP 330处理。ADC 320可以将数字信号提供给DSP 330。在一些实现中，磁传感器215可以包括一个或多个ADC 320。
DSP 330包括数字信号处理设备或数字信号处理设备的集合。在一些实现中，DSP330可以从ADC 320接收数字信号并且可以处理数字信号以形成信号(例如，目的地为图2A和2B所示的ECU 220)，诸如与齿轮205/编码器轮225的旋转速度和/或齿轮205/编码器轮225的旋转方向相关联的信号。在一些实现中，本文中描述的监测设备110可以配置在DSP330和/或磁传感器215的另一部件上。
可选的存储器元件340包括存储供磁传感器215使用的信息和/或指令的只读存储器(ROM)(例如，EEPROM)、随机存取存储器(RAM)和/或另一种类型的动态或静态存储设备(例如，闪存、磁存储器、光学存储器等)。在一些实现中，可选的存储器元件340可以存储与由DSP330执行的处理相关联的信息。另外地或备选地，可选的存储器元件340可以存储一组感测元件310的配置值或参数、传感器315的物理参数、和/或磁性传感器215的一个或多个其他元件(诸如ADC 320或数字接口350)的信息。
数字接口350包括接口，磁传感器215可以经由该接口从另一设备(诸如ECU 220(参见图2A和2B))接收信息和/或向另一设备提供信息。例如，如本文中别处所述，数字接口350可以向ECU 220提供由DSP 330确定的信号(即，输出信号)，并且可以进一步从ECU 220接收信息。在一些实现中，数字接口350允许磁传感器215向ECU 220提供一个或多个信号。
图3所示的元件的数目和布置被提供作为示例。实际上，与图3所示的相比，磁传感器215可以包括更多的元件、更少的元件、不同的元件或不同地布置的元件。例如，磁传感器215包括模拟信号处理设备或模拟信号处理设备的集合(例如，用于从感测元件310接收模拟信号并且处理模拟信号)，可以通过DSP 330中的控件来在此停止或抑制输出的模拟电流接口等。另外地或备选地，磁传感器215的一组元件(例如，一个或多个元件)可以执行被描述为由磁传感器215的另一组元件执行的一个或多个功能。
图4是如本文中描述的与用于传感器的功能安全的稳健信号路径合理性检查相关的示例过程400的流程图。在一些实现中，图4的一个或多个过程框可以由传感器(例如，传感器100、磁传感器215等)中包括的监测设备(例如，监测设备110)执行。
如图4所示，过程400可以包括在传感器的信号路径的第一分支上的点处获取第一信号(框410)。例如，如上所述，监测设备可以在传感器的信号路径的第一分支上的点处获取第一信号。
如图4进一步所示，过程400可以包括在传感器的信号路径的第二分支上的点处获取第二信号(框420)。例如，如上所述，监测设备可以在传感器的信号路径的第二分支上的点处获取第二信号。
如图4中进一步所示，过程400可以包括针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号(框430)。例如，如上所述，监测设备可以针对由第一信号指示的第一特性来监测第一信号。
如图4中进一步所示，过程400可以包括针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号(框440)。例如，如上所述，监测设备可以针对由第二信号指示的第二特性来监测第二信号。
如图4进一步所示，过程400可以包括基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测，来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量(框450)。例如，如上所述，监测设备可以基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测来确定在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性(例如，一个或多个第二特性)的情况下，由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量。
如图4进一步所示，过程400可以包括基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径的功能(框460)。例如，如上所述，监测设备可以基于在没有由第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量，评估信号路径的功能。
如图4进一步所示，过程400可以可选地包括提供对信号路径101的功能的评估的结果的指示(框470)。例如，如上所述，监测设备可以提供对信号路径的功能的评估的结果的指示。
过程400可以包括附加实现，诸如下面描述的和/或结合本文中别处描述的一个或多个其他过程的任何单个实现或任何实现组合。
在第一实现中，过程400包括基于针对第一特性对第一信号的监测和针对第二特性对第二信号的监测来确定在没有由第一信号指示的特定数量的第一特性(例如，一个或多个第一特性)的情况下由第二信号指示的第二特性的数量是否达到第二特性的阈值数量，并且基于在没有由第一信号指示的特定数量的第一特性的情况下由第二信号指示的第二特性的数量是否达到第二特性的阈值数量，评估信号路径的功能。
在第二实现中，单独地或与第一实现相结合，第一信号是模拟信号，并且第二信号是模拟信号的数字表示。
在第三实现中，单独地或与第一实现和第二实现中的一个或多个实现相结合，第一信号是模拟信号的数字表示，并且第二信号是模拟信号。
在第四实现中，单独地或与第一实现至第三实现中的一个或多个实现相结合，过程400包括提供对信号路径的功能的评估的结果的指示。
在第五实现中，单独地或与第一实现至第四实现中的一个或多个实现相结合，结果的指示基于以下至少一项来提供：确定传感器的振动不超过振动阈值，确定传感器中的气隙不超过允许气隙，或者确定要应用于信号路径的偏移没有超出允许偏移范围。
在第六实现中，单独地或与第一实现至第五实现中的一个或多个实现相结合，过程400包括抑制对信号路径的功能的评估的结果的指示。
在第七实现中，单独地或与第一实现至第六实现中的一个或多个实现相结合，结果的指示基于以下至少一项而被抑制：检测到传感器的振动超过振动阈值，确定传感器中的气隙超过允许气隙，或者确定要应用于信号路径的偏移超出允许偏移范围。
在第八实现中，单独地或与第一实现至第七实现中的一个或多个实现相结合，过程400包括当对信号路径的功能的评估的结果指示信号路径上的错误时，发信号通知错误。
在第九实现中，单独地或与第一实现至第八实现中的一个或多个实现相结合，传感器是速度传感器，并且信号路径是速度信号路径或者是方向信号路径。
虽然图4示出了过程400的示例框，但是在一些实现中，与图4所示的相比，过程400可以包括更多的框、更少的框、不同的框或不同地布置的框。另外地或备选地，过程400的两个或更多个框可以并行执行。
上述公开提供了说明和描述，但并非旨在穷举或将实现限制为所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，也可以从实现的实践中获取修改和变化。
如本文中使用的，术语“部件”旨在广义地解释为硬件、固件和/或硬件和软件的组合。
很明显，本文中描述的系统和/或方法可以以不同形式的硬件、固件或硬件及软件的组合来实现。用于实现这些系统和/或方法的实际专用控制硬件或软件代码不限制实现。因此，本文中描述的系统和/或方法的操作和行为没有参考特定软件代码——应当理解，可以设计软件和硬件以实现基于本文中的描述的系统和/或方法。
如本文中使用的，根据上下文，满足阈值可以是指值大于阈值、多于阈值、高于阈值、大于或等于阈值、小于阈值、少于阈值、低于阈值、小于或等于阈值、等于阈值等，具体取决于上下文。
尽管在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实现的公开。事实上，这些特征中的很多特征可以以权利要求中未具体记载和/或说明书中未公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接仅依赖于一个权利要求，但是各种实现的公开包括每个从属权利要求与权利要求集中的每个其他权利要求的组合。
除非明确说明，否则本文中使用的任何元素、行为或指令均不应当被解释为关键或必要的。此外，如本文中使用的，冠词“一个(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个(one or more)”互换使用。此外，如本文中使用的，冠词“该(the)”旨在包括与冠词“该(the)”相关地引用的一个或多个项目，并且可以与“该一个或多个(theone or more)”互换使用。此外，如本文中使用的，术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目、相关和不相关项目的组合等)，并且可以与“一个或多个(one ormore)”互换使用。如果仅打算一个项目，则使用短语“仅一个(only one)”或类似语言。此外，如本文中使用的，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”等旨在是开放式术语。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于(based on)”旨在表示“至少部分基于(based,at least in part,on)”。此外，如本文中使用的，除非另有明确说明(例如，如果与“任何一个(either)”或“其中仅一个(only one of)”结合使用)，否则术语“或(or)”在一系列使用时旨在是包括性的并且可以与“和/或(and/or)”互换使用。此外，为了便于描述，本文中可以使用空间相对术语，例如“下方”、“更低”、“上方”、“更高”等来描述一个元件或特征与(多个)另一元件或特征的关系，如图所示。除了图中描绘的取向，空间相对术语旨在涵盖使用或操作中的装置、设备和/或元件的不同取向。该装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他取向)，并且本文中使用的空间相对描述词同样可以相应地解释。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
由传感器的监测设备在所述传感器的信号路径的第一分支上的点处获取第一信号；
由所述监测设备在所述传感器的所述信号路径的第二分支上的点处获取第二信号；
由所述监测设备针对由所述第一信号指示的第一特性来监测所述第一信号；
由所述监测设备针对由所述第二信号指示的第二特性来监测所述第二信号；
由所述监测设备并且基于针对所述第一特性对所述第一信号的监测和针对所述第二特性对所述第二信号的监测，来确定在没有由所述第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由所述第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量；以及
由所述监测设备，基于在没有由所述第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由所述第一信号指示的所述第一特性的数量是否达到所述第一特性的阈值数量，评估所述信号路径的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一特性或所述第二特性中的至少一项是开关事件或阈值跨越。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述针对所述第一特性对所述第一信号的监测和所述针对所述第二特性对所述第二信号的监测，来确定在没有由所述第一信号指示的特定数量的第一特性的情况下由所述第二信号指示的第二特性的数量是否达到第二特性的阈值数量；以及
基于在没有由所述第一信号指示的特定数量的第一特性的情况下由所述第二信号指示的所述第二特性的数量是否达到所述第二特性的阈值数量，评估所述信号路径的功能。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信号是模拟信号，并且所述第二信号是所述模拟信号的数字表示。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信号是模拟信号的数字表示，并且所述第二信号是所述模拟信号。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括提供对所述信号路径的所述功能的所述评估的结果的指示。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述结果的所述指示基于以下至少一项来提供：
确定所述传感器的振动不超过振动阈值，
确定所述传感器中的气隙不超过允许气隙，或者
确定要应用于所述信号路径的偏移没有超出允许偏移范围。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括抑制对所述信号路径的所述功能的所述评估的结果的指示。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述结果的所述指示基于以下至少一项而被抑制：
检测到所述传感器的振动超过振动阈值，
确定所述传感器中的气隙超过允许气隙，或者
确定要应用于所述信号路径的偏移超出允许偏移范围。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括当对所述信号路径的所述功能的所述评估的结果指示所述信号路径上的错误时，发信号通知错误。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器是速度传感器，并且所述信号路径是速度信号路径或者是方向信号路径。
12.一种传感器，包括：
信号路径，包括第一分支和第二分支；以及
监测设备，用于：
在所述信号路径的所述第一分支上的点处获取第一信号；
在所述信号路径的所述第二分支上的点处获取第二信号；
针对由所述第一信号指示的第一特性来监测所述第一信号；
针对由所述第二信号指示的第二特性来监测所述第二信号；
基于针对所述第一特性对所述第一信号的监测和针对所述第二特性对所述第二信号的监测，来确定在没有由所述第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由所述第一信号指示的第一特性的数量是否达到第一特性的阈值数量；以及
基于在没有由所述第二信号指示的特定数量的第二特性的情况下由所述第一信号指示的所述第一特性的数量是否达到所述第一特性的阈值数量，评估所述信号路径的功能。
13.根据权利要求12所述的传感器，其中所述监测设备还用于：
基于所述针对所述第一特性对所述第一信号的监测和所述针对所述第二特性对所述第二信号的监测，来确定在没有由所述第一信号指示的特定数量的第一特性的情况下由所述第二信号指示的第二特性的数量是否达到第二特性的阈值数量；以及
基于在没有由所述第一信号指示的特定数量的第一特性的情况下由所述第二信号指示的所述第二特性的数量是否达到所述第二特性的阈值数量，评估所述信号路径的功能。
14.根据权利要求12所述的传感器，其中所述第一信号是模拟信号，并且所述第二信号是所述模拟信号的数字表示。
15.根据权利要求12所述的传感器，其中所述第一信号是模拟信号的数字表示，并且所述第二信号是所述模拟信号。
16.根据权利要求12所述的传感器，其中所述监测设备还提供对所述信号路径的所述功能的所述评估的结果的指示。
17.根据权利要求16所述的传感器，其中所述结果的所述指示基于以下至少一项来提供：
确定所述传感器的振动不超过振动阈值，
确定所述传感器中的气隙不超过允许气隙，或者
确定要应用于所述信号路径的偏移没有超出允许偏移范围。
18.根据权利要求12所述的传感器，其中所述监测设备还用于抑制对所述信号路径的所述功能的所述评估的结果的指示。
19.根据权利要求18所述的传感器，其中所述结果的所述指示基于以下至少一项而被抑制：
检测到所述传感器的振动超过振动阈值，
确定所述传感器中的气隙超过允许气隙，或者
确定要应用于所述信号路径的偏移超出允许偏移范围。
20.一种监测设备，包括：
一个或多个部件，用于：
针对由所述模拟信号指示的模拟特性来监测模拟信号，所述模拟信号与传感器的信号路径的模拟分支相关联；
针对由所述数字信号指示的数字特性来监测数字信号，所述数字信号与所述传感器的所述信号路径的数字分支相关联并且是所述模拟信号的数字表示；以及
基于对所述模拟信号的监测和对所述数字信号的监测来评估所述信号路径的功能，对所述功能的所述评估基于以下至少一项：
确定在没有由所述数字信号指示的特定数量的数字特性的情况下由所述模拟信号指示的模拟特性的数量是否达到模拟特性的阈值数量，或者
确定在没有由所述模拟信号指示的特定数量的模拟特性的情况下由所述数字信号指示的数字特性的数量是否达到数字特性的阈值数量。
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DE102014015747B4 (de) * 2014-10-24 2024-01-25 Infineon Technologies Ag Sensorsystem und Warneinheit zum Sensieren und Verifizieren von Daten in Bezug auf eine Bewegung eines Objekts
DE102014116484B4 (de) * 2014-11-12 2019-02-14 Infineon Technologies Ag Signalverarbeitungssystem und Sensorsystem zum Bestimmen von Informationen über eine Bewegung eines Objekts
US10634519B2 (en) * 2017-09-07 2020-04-28 Infineon Technologies Ag Magnetic sensor for system-level diagnostics
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