JP6877542B2 - 診断用フォルト通信 - Google Patents

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Description

本発明は、診断用フォルト通信に関する。
[0001]センサは、幅広く異なる用途におけるシステムのプロパティを測定し、モニタするために、さまざまなタイプのデバイスにおいて使用され得る。たとえば、センサは、自動車制御システムなどの、それらの動作中に電子機器を頼る製品において一般化してきた。センサについての自動車用途の一般的な例は、エンジンのクランクシャフト及び/又はカムシャフトの位置又は回転からの点火時期の検出、アンチロック・ブレーキングシステム及び四輪ステアリングシステムのための車輪速度の検出、及びその他の用途である。
[0002]多くの自動車用センサは、シリアル通信を使用して、パルス又はビットのストリームの形でのデータを、通信チャネルを通じてコンピュータ又は他の処理システムに送る。通常、各パルスストリームは、限られた量のデータを搬送し、たとえセンサのフォルト状況を報告するとしても、効率的又は正確には報告しないことがある。
[0003]本概要は、詳細な説明においてさらに説明される概念の選択を、簡略化された形で導入するために提供される。本概要は、特許請求される主題の主要な特徴又は必須の特徴を特定することは意図されず、特許請求される主題の範囲を限定するために使用されることも意図されない。
[0004]一態様は、集積回路のフォルト状況を検出するためのフォルト検出器と、集積回路の出力データを生成するためのコントローラとを含む集積回路を提供する。出力生成器が、集積回路の出力信号を生成する。出力信号は、フォルト検出器がフォルト状況を検出しないときの出力データに基づいて、第1の組の出力レベルで生成され、出力信号は、フォルト検出器がフォルト状況を検出したときの出力データに基づいて、第2の組の出力レベルで生成される。
[0005]特徴は、以下のうちの1つ又は複数を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。第1の組の出力レベルは、出力低レベル及び出力高レベルを含むことができ、第2の組の出力レベルは、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含むことができる。フォルト低出力レベルは、出力低レベルよりも低くてよく、フォルト高出力レベルは、出力高レベルよりも高くてよい。出力生成器は、選択されたフォルト状況が検出されたときに出力信号を中位出力レベルで生成するようにさらに構成されてよく、中位出力レベルは、出力低レベルと出力高レベルとの間であってよい。フォルト検出器は、検出されたフォルトを指し示すために出力信号を第2の組の出力レベルで生成するように構成されてよく、フォルト状況が検出されていないことを指し示すために出力信号を第1の組の出力レベルで生成するように構成されてよい。フォルト状況が検出されると、集積回路がリセットされるまで、フォルト検出器は、出力信号を第2の組の出力レベルで維持するように構成されてよい。出力生成器は、出力データ、第1の組の出力レベル、第2の組の出力レベル、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するように構成されたフォルト信号生成器と、第1の出力信号及びフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するように構成された増幅器と、増幅された出力信号に基づいて、出力信号を生成するように構成されたスイッチング素子とを含むことができる。フォルト信号生成器は、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力高レベルと第2の組の出力レベルのフォルト高出力レベルとの間で選択して、選択された高信号を生成するように構成された第1のマルチプレクサと、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力低レベルと第2の組の出力レベルのフォルト低出力レベルとの間で選択して、選択された低信号を生成するように構成された第2のマルチプレクサと、出力データに基づいて、選択された高信号と選択された低信号との間で選択して、第1の出力信号を生成するように構成された第3のマルチプレクサとを含むことができる。集積回路は、集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知する(sense)ように構成された磁界センサ(magnetic field sensor)を含むことができる。集積回路は、車両におけるセンサとしての使用のために構成されてよく、集積回路の出力信号は、車両コントローラに結合される。車両コントローラは、出力信号が第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードし、自動車用安全度水準(Automotive Safety Integrity Level:ASIL)規格に従ってフォルト状況を処理するように構成されてよい。フォルト検出器は、集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含むフォルト状況を検出するように構成されてよい。
[0006]別の態様は、少なくとも1つの磁界感知素子(magnetic field sensing element)によって感知された磁界を示す磁界信号を生成するための少なくとも1つの磁界感知素子を含むセンサを提供する。アナログデジタル変換器(ADC)が、磁界信号に関連付けられたデジタル磁界値を生成する。コントローラが、デジタル磁界値を受信し、感知速度信号を生成する。コントローラは、センサの診断用フォルト(diagnostic fault)を検出し、検出された診断用フォルトに基づいてフォルト出力信号を生成する。出力生成器が、センサ出力信号を生成する。出力生成器は、感知速度信号及びフォルト出力信号を受信する。センサ出力信号は、感知速度信号及びフォルト出力信号の第1の値に基づいて、第1の組の出力レベルで生成され、センサ出力信号は、感知速度信号及びフォルト出力信号の第2の値に基づいて、第2の組の出力レベルで生成される。
[0007]特徴は、以下のうちの1つ又は複数を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。第1の組の出力レベルは、出力低レベル及び出力高レベルを含むことができ、第2の組の出力レベルは、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含むことができる。フォルト低出力レベルは、出力低レベルよりも低くてよく、フォルト高出力レベルは、出力高レベルよりも高くてよい。出力生成器は、選択された診断用フォルトが検出されたときに出力信号を中位出力レベルで生成するようにさらに構成されてよく、中位出力レベルは、出力低レベルと出力高レベルとの間であってよい。診断用フォルトが検出されると、コントローラがリセットされるまで、コントローラは、出力信号を第2の組の出力レベルで維持するように構成されてよい。出力生成器は、感知速度信号、フォルト出力信号、第1の組の出力レベル、及び第2の組の出力レベルに基づいて、第1の出力信号を生成するように構成されたフォルト信号生成器と、第1の出力信号及びフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するように構成された増幅器と、増幅された出力信号に基づいて、出力信号を生成するように構成されたスイッチング素子とを含むことができる。フォルト信号生成器は、フォルト出力信号に基づいて、第1の組の出力レベルの出力高レベルと第2の組の出力レベルのフォルト高出力レベルとの間で選択して、選択された高信号を生成するように構成された第1のマルチプレクサと、フォルト出力信号に基づいて、第1の組の出力レベルの出力低レベルと第2の組の出力レベルのフォルト低出力レベルとの間で選択して、選択された低信号を生成するように構成された第2のマルチプレクサと、感知速度信号に基づいて、選択された高信号と選択された低信号との間で選択して、第1の出力信号を生成するように構成された第3のマルチプレクサとを含むことができる。少なくとも1つの磁界感知素子は、集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するように構成されてよい。センサは、車両におけるセンサとしての使用のために構成されてよく、センサの出力信号は、車両コントローラに結合され、車両コントローラは、出力信号が第2の組の出力レベルであるときに診断用フォルトをデコードし、自動車用安全度水準(ASIL)規格に従って診断用フォルトを処理するように構成される。検出された診断用フォルトは、集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含むことができる。センサは、集積回路において実装されてよい。
[0008]別の態様は、集積回路のフォルト状況を通信するための方法を提供する。方法は、フォルト検出器によって、集積回路のフォルト状況を検出するステップを含む。コントローラが、集積回路の出力データを生成する。出力生成器が、フォルト検出器がフォルト状況を検出しないときの出力データに基づいて、集積回路の出力信号を第1の組の出力レベルで生成する。出力生成器は、フォルト検出器がフォルト状況を検出したときの出力データに基づいて、出力信号を第2の組の出力レベルで生成する。
[0009]特徴は、以下のうちの1つ又は複数を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。第1の組の出力レベルは、出力低レベル及び出力高レベルを含むことができ、第2の組の出力レベルは、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含むことができる。フォルト低出力レベルは、出力低レベルよりも低くてよく、フォルト高出力レベルは、出力高レベルよりも高くてよい。方法は、出力生成器によって、選択されたフォルト状況が検出されたときに出力信号を中位出力レベルで生成するステップをさらに含むことができ、中位出力レベルは、出力低レベルと出力高レベルとの間であってよい。方法は、フォルト検出器によって、検出されたフォルトを指し示すために出力信号を第2の組の出力レベルで生成するステップと、フォルト検出器によって、フォルト状況が検出されていないことを指し示すために出力信号を第1の組の出力レベルで生成するステップとをさらに含むことができる。フォルト状況が検出されると、集積回路がリセットされるまで、出力信号は、第2の組の出力レベルで維持されてよい。出力生成器は、フォルト信号生成器、増幅器、及びスイッチング素子を含むことができ、方法は、フォルト信号生成器によって、出力データ、第1の組の出力レベル、第2の組の出力レベル、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するステップと、増幅器によって、第1の出力信号及びフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するステップと、スイッチング素子によって、増幅された出力信号に基づいて、出力信号を生成するステップとをさらに含むことができる。フォルト信号生成器は、第1のマルチプレクサ、第2のマルチプレクサ、及び第3のマルチプレクサを含むことができ、方法は、第1のマルチプレクサによって、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力高レベルと第2の組の出力レベルのフォルト高出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された高信号を生成するステップと、第2のマルチプレクサによって、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力低レベルと第2の組の出力レベルのフォルト低出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された低信号を生成するステップと、第3のマルチプレクサによって、出力データに基づいて、選択された高信号と選択された低信号との間で選択するステップ、及び第1の出力信号を生成するステップとをさらに含むことができる。集積回路は磁界センサを含むことができ、方法は、磁界センサによって、集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するステップをさらに含むことができる。集積回路は、車両におけるセンサとしての使用のために構成されてよく、集積回路の出力信号は、車両コントローラに結合され、方法は、車両コントローラによって、出力信号が第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードするステップ、及び自動車用安全度水準(ASIL)規格に従ってフォルト状況を処理するステップをさらに含む。フォルト状況は、集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含むことができる。
[0010]別の態様は、車両用センサを動作させるための方法を提供する。方法は、車両用センサの磁界感知素子によって、感知された磁界を示す磁界信号を生成するステップを含む。車両用センサのアナログデジタル変換器(ADC)が、磁界信号に関連付けられたデジタル磁界値を生成する。車両用センサのコントローラが、デジタル磁界値を受信し、感知速度信号を生成する。車両用センサの診断用フォルトが検出され、コントローラは、検出された診断用フォルトに基づいてフォルト出力信号を生成する。車両用センサの出力生成器が、感知速度信号及びフォルト出力信号を受信する。出力生成器は、感知速度信号及びフォルト出力信号の第1の値に基づいて、センサ出力信号を第1の組の出力レベルで生成する。出力生成器は、感知速度信号及びフォルト出力信号の第2の値に基づいて、センサ出力信号を第2の組の出力レベルで生成する。
[0011]特徴は、以下のうちの1つ又は複数を、単独で、又は組み合わせて含むことができる。第1の組の出力レベルは、出力低レベル及び出力高レベルを含むことができ、第2の組の出力レベルは、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含むことができ、フォルト低出力レベルは、出力低レベルよりも低く、フォルト高出力レベルは、出力高レベルよりも高い。方法は、出力生成器によって、選択されたフォルト状況が検出されたときに出力信号を中位出力レベルで生成するステップをさらに含むことができ、中位出力レベルは、出力低レベルと出力高レベルとの間であってよい。方法は、コントローラがリセットされるまで、出力信号を第2の組の出力レベルで維持するステップをさらに含むことができる。出力生成器は、フォルト信号生成器、増幅器、及びスイッチング素子を含むことができ、方法は、フォルト信号生成器によって、出力データ、第1の組の出力レベル、第2の組の出力レベル、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するステップと、増幅器によって、第1の出力信号及びフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するステップと、スイッチング素子によって、増幅された出力信号に基づいて、出力信号を生成するステップとをさらに含むことができる。フォルト信号生成器は、第1のマルチプレクサ、第2のマルチプレクサ、及び第3のマルチプレクサを含むことができ、方法は、第1のマルチプレクサによって、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力高レベルと第2の組の出力レベルのフォルト高出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された高信号を生成するステップと、第2のマルチプレクサによって、フォルトインジケータに基づいて、第1の組の出力レベルの出力低レベルと第2の組の出力レベルのフォルト低出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された低信号を生成するステップと、第3のマルチプレクサによって、出力データに基づいて、選択された高信号と選択された低信号との間で選択するステップ、及び第1の出力信号を生成するステップとをさらに含むことができる。集積回路が磁界センサを含むことができ、方法は、磁界センサによって、集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するステップをさらに含むことができる。集積回路は、車両におけるセンサとしての使用のために構成されてよく、集積回路の出力信号は、車両コントローラに結合され、方法は、車両コントローラによって、出力信号が第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードするステップ、及び自動車用安全度水準(ASIL)規格に従ってフォルト状況を処理するステップをさらに含むことができる。フォルト状況は、集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含むことができる。
[0012]特許請求される主題の他の態様、特徴、及び利点は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び付属の図面からさらに十分に明らかとなるであろう。図面において、同様の参照番号は、同様の又は同一の要素を特定する。図面に関連付けて明細書内で導入された参照番号は、他の特徴についてのコンテキストを提供するために、明細書でのさらなる説明なしに、1つ又は複数の続く図面において繰り返されることがある。
[0013]例示的な実施形態に従った、フォルト検出器を備えたセンサシステムを示すブロック図である。 [0014]例示的な実施形態に従った、図1のセンサシステムの概略図である。 [0015]例示的な実施形態に従った、図1のセンサシステムの出力生成器の概略図である。 [0016]例示的な実施形態に従った、図4の出力生成器のフォルト信号生成器の概略図である。 [0017]例示的な実施形態に従った、図3の出力生成器の例示的な出力信号を示すタイミング図である。 [0018]例示的な実施形態に従った、図1のセンサシステムの例示的な動作状態及び状態遷移状況を示す状態図である。 [0019]例示的な実施形態に従った、図1のセンサシステムを動作させるための例示的なプロセスを示す流れ図である。 [0020]例示的な実施形態に従った、図1のセンサシステムに結合された受信機を動作させるための例示的なプロセスを示す流れ図である。
[0021]説明される実施形態は、フォルト状況を検出し、通信するための回路、システム、及び方法を提供する。一実施形態において、集積回路が、集積回路のフォルト状況を検出するためのフォルト検出器と、集積回路の出力データを生成するためのコントローラとを含む。出力生成器が、集積回路の出力信号を生成する。出力信号は、フォルト検出器がフォルト状況を検出しないときの出力データに基づいて、第1の組の出力レベルで生成され、出力信号は、フォルト検出器がフォルト状況を検出したときの出力データに基づいて、第2の組の出力レベルで生成される。
[0022]図1を参照すると、例示的なセンサシステム100のブロック図が示される。センサシステム100は、センサデータが感知されることが望まれる対象(一般に「ターゲット」)の環境又は要素に近接して位置付けられてよい。センサシステム100は、一般に、フォーマットされた出力信号を使用して、ターゲット及び/又はセンサシステムそれ自体についての情報を提供する能力があってよい。センサシステム100の説明される実施形態は、一般に、車両用又は自動車用の環境において用いられてよいが、センサシステム100は、他の環境において用いられてもよい。センサシステム100においてフォルトを検出し、通信することは、センサシステム100が、たとえば、自動車用安全度水準(ASIL)への準拠を必要とする自動車用安全関連用途のために車両に配備されるときに、とりわけ重要であり得る。
[0023]センサシステム100が車両に配備される実施形態において、センサシステム100は、パワーステアリングモジュール、燃料噴射モジュール、アンチロックブレーキモジュール、その他などの制御モジュールに関連付けられた物品の、電流、速度、角度、線形位置、回転方向、温度、その他などの動作パラメータをモニタするために用いられてよい。センサ出力信号は、さまざまなセンサによって提供されるデータを処理する、電子/エンジン制御ユニット(ECU)又はエンジン制御モジュール(ECM)などのシステムコントローラに、通信バスを通じて提供されてよい。
[0024]図1に示されるように、センサシステム100は、1つ又は複数のアナログセンサ102を含むことができ、アナログセンサ102は、関連付けられたセンサ信号103を信号処理ブロック104に提供する。たとえば、アナログセンサ102は、センサシステムに関係した状況を判定するための1つ又は複数のセンサを含むことができる。たとえば、アナログセンサ102は、強磁性ターゲット物体(図示せず)の位置及び/又は動きを感知するための1つ又は複数の磁界センサを含むことができる。他のセンサ、たとえば、温度センサ、湿度センサ、光(もしくは光学)センサ、加速度計、ジャイロスコープ、圧力センサ、気体センサ、ボロメータ、サウンドセンサ、又は他のセンサが、追加として、又は代替として用いられてもよい。いくつかの実施形態において、センサシステム100は、集積回路(IC)において実装されてもよい。信号処理ブロック104は、図2に関してより詳細に説明される。
[0025]信号処理ブロック104は、1つ又は複数のデータ信号105をコントローラ106に提供する。コントローラ106は、フォルト検出器112と通信しており、フォルト検出器112は、1つ又は複数のフォルトインジケータ信号107をコントローラ106に提供する。データ信号105及びフォルトインジケータ信号107に少なくとも部分的に基づいて、コントローラ106は、1つ又は複数の出力データ信号109を出力生成器108に提供する。出力生成器108は、出力信号110を生成する。出力信号110は、センサシステム100に結合された1つ又は複数のリモートデバイス(図示せず)に通信され得る。センサシステム100が車両に配備される実施形態おいて、出力信号110は、さらなる処理のために、車両のECU又はECMに通信され得る。
[0026]いくつかの実施形態において、出力生成器108は、複数のパルスを含む信号パルス列として出力信号110を生成することができる。パルスは、センサ102によって生成されたセンサ信号103に応答して生成されてよい。各パルスは、限定はされないが、異なる振幅及び異なるパルス幅を含む、1つ又は複数の異なる特性を有することができる。パルスの各々の異なる特性(たとえば、位置、振幅、幅)は、ターゲット及び/又はセンサシステムそれ自体に関係した多様な情報を提供するために使用されてよい。たとえば、出力信号110は、センサ102の出力又はセンサシステム100の状態についてのデータ(たとえば、データビット又はデータワード)を通信することができる。
[0027]他の実施形態において、出力生成器108は、多様なフォーマット、たとえば、パルス幅変調(PWM)信号フォーマット、シングル・エッジ・ニブル伝送(SENT)フォーマット、シリアル周辺インターフェース(SPI)フォーマット、ローカル・インターコネクト・ネットワーク(LIN)フォーマット、CAN(コントローラ・エリア・ネットワーク)フォーマット、集積回路間(I2C)フォーマット、又は他の同様の信号フォーマットのうちの1つに従って、出力信号110を生成することができる。
[0028]出力信号110が信号パルス列である実施形態において、パルス幅は、データワードを形成するために使用される1つ又は複数のデータビットを示すことができる。いくつかの実施形態において、パルス列は、信号パルス列の部分を定義する区切りパルス(delimiting pulse)を含むことができる。たとえば、区切りパルスは、区切りパルス間にある一連のパルスが情報を(たとえば、データワード、その他として)搬送するためにひとまとめに考えられてよいことを指し示すことができる。一実施形態において、区切りパルスは、パルス特性(たとえば、パルス幅、その他)によって、非区切りパルスと区別されてよい。
[0029]いくつかの実施形態において、センサ102は、2002年10月29日に出願された米国特許第6,815,944号、2004年9月23日に出願された米国特許第7,026,808号、2008年7月31日に出願された米国特許第8,624,588号、2013年12月2日に出願された米国特許第9,151,771号、2013年12月2日に出願された米国特許第8,994,369号、及び2012年6月18日に出願された米国特許第8,754,640号の各々において説明されるタイプと同様のセンサを含んでもよく、これらの特許文献のすべてはその全体において参照により本明細書に組み込まれる。
[0030]図2を参照すると、センサシステム100の例示的な実施形態のさらなる詳細が、センサシステム100’として示される。図2に示されるように、いくつかの実施形態において、センサシステム100’は、たとえば、強磁性ターゲット(図示せず)の特性及び/又は機械的特徴のために感知された磁界における変化を検出するための磁界センサとして、たとえば、ターゲットの移動、速度、回転、及び/又は位置を検出するために用いられてよい。たとえば、そのような磁界センサは、1つ又は複数の磁界感知素子を含むことができる。
[0031]本明細書で使用されるとき、用語「磁界センサ」は、磁界における変化を検出するために1つ又は複数の磁界感知素子を使用する回路を表す。磁界センサは、限定はされないが、磁界の方向の角度を感知すること、導体によって伝えられた電流によって生成された磁界を感知すること、強磁性物体の近接度、動き、又は回転を感知すること、その他を含む、多様な用途において使用される。本明細書で使用されるとき、用語「磁界感知素子」は、磁界を感知することができる電子素子を表す。磁界感知素子は、限定はされないが、ホール効果素子、磁気抵抗素子、又は磁気トランジスタであり得る。異なるタイプのホール効果素子、たとえば、平面ホール素子、縦型ホール素子、及び円形縦型ホール(CVH)素子が存在する。異なるタイプの磁気抵抗素子、たとえば、アンチモン化インジウム(InSb)、巨大磁気抵抗(GMR)素子などの半導体磁気抵抗素子、たとえば、スピンバルブ、異方性磁気抵抗素子(AMR)、トンネリング磁気抵抗(TMR)素子、及び磁気トンネル接合(MTJ)がまた存在する。磁界感知素子は、単一の素子であることも、又は代替的に、さまざまな構成(たとえば、ハーフブリッジ又はフルブリッジ)で配置された2つ以上の磁界感知素子を含むこともある。デバイスタイプ及び他の用途の要件に応じて、磁界感知素子は、シリコン(Si)もしくはゲルマニウム(Ge)などのタイプIV半導体材料から作られるデバイスであることも、又はガリウムヒ素(GaAs)もしくはインジウム化合物、たとえば、アンチモン化インジウム(InSb)のようなタイプIII−V半導体材料から作られるデバイスであることもある。
[0032]図2を参照すると、例示的なセンサシステム100’は、1つ又は複数の磁界感知素子202a及び202bを含んでもよいし、又はそれらに結合されてもよい。磁界感知素子202a及び202bは、磁界201を受ける(experience)ことができる。いくつかの実施形態において、磁界201は、バックバイアス磁石(図示せず)によって生成されてよく、かつ強磁性ターゲット(図示せず)によって影響されて、その結果、ターゲットが動くにつれて、磁界感知素子202a及び202bが磁界の異なる大きさを受ける。
[0033]磁界感知素子202a及び202bからの信号203a及び203bが、それぞれ、信号処理ブロック104’に提供される。図2に示されるように、信号処理ブロック104’は、差動増幅器204と、オフセット調整回路206と、フィルタ208と、A/D変換器(すなわちADC)210とを含むことができる。
[0034]信号203a及び203bは、差動増幅器204によって受信される。いくつかの実施形態において、センサシステム100’の較正期間中に、差動増幅器204の動作パラメータに調整が行われることがある。たとえば、差動増幅器204は、入力範囲及び粗い感度の調整を含むことができる。差動増幅器204は、粗オフセット(coarse offset)電圧調整回路206によって受信されることがある差信号205を生成する。粗オフセット調整回路206は、たとえば、Nビットアナログデジタル(A/D)変換器210の動作範囲内であるオフセット調整信号207を生成する。フィルタ208は、オプションで、オフセット調整信号207からの望ましくない信号成分をフィルタ処理し、フィルタ処理された信号209をA/D変換器210に提供することができる。A/D変換器210は、コントローラ106’に提供されるデジタル信号211を生成する。デジタル信号211は、磁界感知素子202a及び202bによって感知された磁界を表現するデジタル値である。一実施形態において、A/D変換器210は、単一ビットのデジタル信号としてデジタル信号211を生成するためのデータスライサ(たとえば、N=1)であってよい。
[0035]いくつかの実施形態において、信号処理ブロック104’は、たとえば、帯域幅及び温度補償、線形化、ならびに/又はクランピングを提供するために、信号203a及び203bをさらに処理することができる。磁界感知素子202a及び202bがホール効果素子である実施形態の場合、信号処理ブロック104’は、ホール素子202a及び202bの見かけ上のオフセット電圧を削減するために、ホール効果素子をチョップ(又は電流スピン)することができる。
[0036]コントローラ106’は、デジタル信号211を受信する。コントローラ106’はまた、フォルト検出器112’からフォルト信号217を受信することができる。フォルト検出器112’は、一般に、センサシステム100’のエラー状況を検出し、フォルト信号217を介して、フォルト状況をコントローラ106’に通信することができる。いくつかの実施形態において、フォルト検出器112’は、センサシステム100’のエラー状況を検出することができる。たとえば、フォルト検出器112’は、ホール素子202a及び202bの出力レベルが予想範囲又は有効範囲の外側にあるときを検出することができる。たとえば、バックバイアス磁石を用いるシステムにおいて、ホール素子202a及び202bは、ゼロではない磁界を常に感知することが予想される。どちらかのホール素子がゼロの感知磁界を指し示すようになった場合、この状況は、ホール素子のうちの1つが壊れていること、バックバイアス磁石が取り外されていること、又はなんらかの他のエラー状況を指し示す可能性がある。同様に、フォルト検出器112’は、追加として、又は代替として、エラー状況を指し示す特定の感知された値(たとえば、特定の信号の過電圧もしくは不足電圧状況、特定の信号の過電流もしくは不足電流状況、温度又は他の感知された値が予期される範囲の外側にあること、その他)などの、センサシステム100’のフォルトを検出することができる。いくつかの実施形態において、フォルト検出器112’は、さらなるエラー(たとえば、処理されたデータに伴うエラー、メモリエラー、クロックエラー、その他)もまた指し示すことができるマイクロコントローラ(たとえば、コントローラ106)と通信していてよい。
[0037]いくつかの実施形態において、デジタル信号211及びフォルト信号217に基づいて、コントローラ106’は、出力データ信号213を出力生成器108’に提供する。他の実施形態においては、デジタル信号211及びフォルト信号217が、出力生成器108’に提供されてもよい。
[0038]図2に示されるように、出力生成器108’は、出力制御信号215を介して出力トランジスタ216を制御する出力コントローラ214を含むことができる。いくつかの実施形態において、フォルト検出器112’はまた、フォルト信号217を出力コントローラ214に提供することができる。図2に示される例示的な実施形態において、出力トランジスタ216は、(たとえば、出力トランジスタ216がオフのとき)出力信号110’が抵抗器218を通して供給電圧VSUPから充電するのを可能にして、論理高電圧レベル(たとえば、おおよそVSUP)を達成するように、又は(たとえば、出力トランジスタ216がオンのとき)出力信号110’をGNDに放電して、論理低電圧レベル(たとえば、おおよそGND)を達成するように動作する。こうして、出力コントローラ214は、出力トランジスタ216を制御して、出力信号110’のパルスの所望の論理レベルを達成する。出力信号110’は、自動車用システムの電子/エンジン制御ユニット(ECU)もしくはエンジン制御モジュール(ECM)、又は同様のコントローラに通信されることもある。
[0039]図2に示される例示的な実施形態において、出力トランジスタ216がNチャネルFETであるとき、出力制御信号215は、トランジスタ216のゲートノードに提供され、出力トランジスタ216のソースノードが、GNDに結合され、出力トランジスタ216のドレインノードが、出力信号110’に結合される。抵抗器218の第1のノードが、出力信号110’に結合され、抵抗器218の第2のノードが、供給電圧VSUPに結合される。
[0040]出力トランジスタ216は、Nチャネル電界効果トランジスタ(FET)として実装されるように図2に示されるが、代替として、PチャネルFET、NタイプもしくはPタイプのバイポーラ接合トランジスタ(BJT)、他のタイプの半導体スイッチング素子(たとえば、トライアック、サイリスタ、シリコン制御整流器(SCR)、その他)、又は機械的なスイッチもしくは中継器として実装されてもよい。同様に、出力信号110’は、抵抗器218によってプルアップされ、出力トランジスタ216によって放電されるように図2に示されるが、代替として、抵抗器によってプルダウンされ、出力トランジスタ216によって充電されてもよい。さらに、他の実施形態は、プッシュ・プル配置を用いることができる。
[0041]自動車用設定に用いられるセンサシステム100’の実施形態において、センサシステム100’は、いわゆる「3線式」速度センサとして実装されることがあり、その理由は、センサシステム100’が、高(又は正)供給電圧(たとえば、VSUP)、低(又は負)供給電圧(たとえば、GND)、及び(たとえば、出力信号110’を通信するための)信号出力に接続されるからである。図2の例示的な実施形態に示されるように、出力信号110’は、オープンドレイン出力トランジスタ回路(たとえば、出力コントローラ214及び出力トランジスタ216)によって駆動されてよく、オープンドレイン出力トランジスタ回路は、出力信号110’を生成し、信号出力線(たとえば、出力信号110’に結合された線)の開回路及び/又は短絡状況もまた検出する。
[0042]説明されるように、開回路又は短絡状況は、出力トランジスタ216の飽和レベルを制御するために、出力コントローラ214が出力制御信号215の電流及び/又は電圧を制御することにつき検出されてよい。出力トランジスタ216の飽和レベルを制御することによって、説明される実施形態は、通常(たとえば、フォルト状況が検出されていないとき)、高(又は正)供給電圧(たとえば、VSUP)よりも小さい高論理レベルで、及び低(又は負)供給電圧(たとえば、GND)よりも大きい低論理レベルで、出力信号110’を通信することができる。信号出力に短絡又は開回路が生じた場合、出力信号110’は、高(もしくは正)供給電圧(たとえば、VSUP)に、又は低(もしくは負)供給電圧(たとえば、GND)に実質的に等しくなることがあり、したがって、出力信号110’は、予想される電圧範囲の外側(たとえば、アウトオブバウンズ(out of bounds:OOB)論理レベル)の電圧レベルであることになり、出力信号110’に結合された受信機(図示せず)によって短絡又は開回路フォルトが検出されるのを可能にする。説明されるように、センサシステム100のいくつかの実施形態は、出力信号110’をOOB論理レベルで生成して、センサシステム100のフォルト状況を、出力信号110’に結合された受信機に通信することができる。
[0043]図3を参照すると、出力コントローラ214の例示的な実施形態のさらなる詳細が示される。図3に示されるように、例示的な出力コントローラ214’は、フォルト信号生成器302と、演算増幅器304とを含む。出力コントローラ214’及びフォルト信号生成器302は、コントローラ106から信号213’を受信する(いくつかの実施形態は、代替として、信号処理ブロック104からデジタル信号211’を受信することができる)。本明細書で説明されるように、デジタル信号211’及び213’は、センサ102からのセンサデータを示す。フォルト信号生成器302はまた、たとえば、フォルト検出器112からフォルト信号217’を受信する。フォルト信号生成器302はまた、1つ又は複数の基準信号(reference signal)303を受信する。デジタル信号213’、フォルト信号217’、及び基準信号303に基づいて、フォルト信号生成器302は、入力信号として演算増幅器304に提供されるフォルト出力信号305を生成する。
[0044]図3に示されるように、いくつかの実施形態において、フォルト出力信号305は、負入力又は反転入力として演算増幅器304に提供される。演算増幅器304は、出力信号110”に結合されたフィードバック信号307を受信することができる。図3に示されるように、いくつかの実施形態において、フィードバック信号307は、正入力又は非反転入力として演算増幅器304に提供される。演算増幅器304は、出力トランジスタ216’のゲートノードに提供される出力制御信号215’を生成する。演算増幅器304は、出力トランジスタ216’の動作モードを制御するように、したがって、出力信号110”として提示された電圧レベルを制御するように動作する。
[0045]本明細書で説明されるように、演算増幅器304は、出力トランジスタ216’の飽和レベルを制御するために、出力制御信号215’の電流及び/又は電圧を制御することができる。出力トランジスタ216’の飽和レベルを制御することによって、説明される実施形態は、通常、高(又は正)供給電圧(たとえば、VSUP)よりも小さい高論理レベルで、及び低(又は負)供給電圧(たとえば、GND)よりも大きい低論理レベルで、出力信号110’を通信することができる。センサシステム100のエラー状況又はフォルト状況が検出された場合、出力トランジスタ216’は、センサシステム100のフォルト状況を、出力信号110”に結合された受信機に通信するために、フォルト論理高レベルが高論理レベル(たとえば、おおよそVSUPに等しい)よりも大きく、フォルト論理低レベルが低論理レベル(たとえば、おおよそGNDに等しい)よりも小さいOOB論理レベルで、出力信号110”を生成することができる。
[0046]図4を参照すると、フォルト信号生成器302の例示的な実施形態のさらなる詳細がフォルト信号生成器302’として示される。フォルト生成器302’は、mux402、404、及び406として示された、1つ又は複数のマルチプレクサ(mux)を含むことができる。図4に示される例示的な実施形態において、mux402は、基準信号401及び基準信号403を受信する。示されるように、基準信号401は、出力トランジスタ216”をオフにすることに関連付けられた「オフ基準」信号であってよく、その結果、出力信号110’’’は、OOB論理高レベル(たとえば、おおよそVSUPに等しい)であり、基準信号403は、出力トランジスタ216”を設定することに関連付けられた「高基準」信号であってよく、その結果、出力信号110’’’は、OOB論理高レベルよりも小さい論理高出力レベルである。mux402は、フォルト信号217”に基づいて、オフ基準信号401と高基準信号403との間で選択して、高出力信号409を生成する。
[0047]同様に、mux404は、基準信号405及び基準信号407を受信する。示されるように、基準信号405は、出力トランジスタ216”をオンにすることに関連付けられた「オン基準」信号であってよく、その結果、出力信号110’’’は、OOB論理低レベル(たとえば、おおよそGNDに等しい)であり、基準信号407は、出力トランジスタ216”を設定することに関連付けられた「低基準」信号であってよく、その結果、出力信号110’’’は、論理高レベルよりも小さいが、OOB論理低レベルよりも大きい論理低出力レベルである。mux404は、フォルト信号217”に基づいて、オン基準信号405と低基準信号407との間で選択して、低出力信号411を生成する。高出力信号409及び低出力信号411は、mux406に提供される。
[0048]mux406は、コントローラ106からのデジタル信号213’に基づいて、高出力信号409と低出力信号411との間で選択する。したがって、mux406は、出力信号110’’’として通信されることになるデジタル値に基づいて、高出力信号409と低出力信号411との間で選択する。mux406の出力は、反転入力として演算増幅器304’に提供されるフォルト出力信号305’として提供される。図4の例示的な実施形態において示されるように、演算増幅器304’は、その非反転入力に対する(たとえば、出力信号110’’’の)フィードバック信号307’を受信することができる。そのような実施形態において、演算増幅器304’は、フォルトが検出されたかどうか(たとえば、フォルト信号217’’)に基づいて設定される基準入力(たとえば、フォルト出力信号305’)と、出力信号110’’’として通信されることになるデジタル値(たとえば、デジタル信号213’)とを有する比較器として実装される。
[0049]したがって、図4に示されるように、出力信号110’’’は、基準信号401、403、405、及び407のうちの1つ又は複数、ならびに1つ又は複数のフォルトインジケータ信号217”に基づいて生成されてよい。たとえば、フォルト検出器112がセンサシステム100のフォルト状況を検出した場合、フォルト信号217”が設定されてよく(たとえば、論理高)、その結果、mux402は、高出力信号409としてオフ基準信号401を、及びmux404は、低出力信号411としてオン基準信号405を、それぞれ選択する。mux406は次いで、デジタル信号213’に基づいて、高出力信号409と低出力信号411との間で選択する(たとえば、デジタル信号213’が論理高である場合、mux406は、フォルト出力信号305’として高出力信号409を選択し、デジタル信号213’が論理低である場合、mux406は、フォルト出力信号305’として低出力信号411を選択する)。
[0050]同様に、フォルト検出器112がセンサシステム100のフォルト状況を検出しない場合、フォルト信号217”はクリアであってよく(たとえば、論理低)、その結果、mux402は、高出力信号409として高基準信号403を、及びmux404は、低出力信号411として低基準信号407を、それぞれ選択する。mux406は次いで、デジタル信号213’に基づいて、高出力信号409と低出力信号411との間で選択する(たとえば、デジタル信号213’が論理高である場合、mux406は、フォルト出力信号305’として高出力信号409を選択し、デジタル信号213’が論理低である場合、mux406は、フォルト出力信号305’として低出力信号411を選択する)。
[0051]フォルト出力信号305’の値に基づいて、演算増幅器304’は、出力トランジスタ216”の飽和レベルを推進するように出力制御信号215”を設定する。たとえば、フォルト出力信号305’がオン基準信号405に設定されるとき(たとえば、フォルトが検出され、デジタル信号213’が論理低)、演算増幅器304’は、完全な飽和状態で出力トランジスタ216”をオンにするように出力制御信号215”を設定し、その結果、出力信号110’’’は可能な限り低い値(たとえば、おおよそGND)に設定され、したがって、出力信号110’’’は、フォルト状況(及びデータ)を、出力信号110’’’の受信機に通信するためにOOB論理低レベルである。フォルト出力信号305’がオフ基準信号401に設定されるとき(たとえば、フォルトが検出され、デジタル信号213’が論理高)、演算増幅器304’は、出力トランジスタ216”を全面的にオフにするように出力制御信号215”を設定し、その結果、出力信号110’’’は可能な限り高い値(たとえば、おおよそVSUP)に設定され、したがって、出力信号110’’’は、フォルト状況(及びデータ)を、出力信号110’’’の受信機に通信するためにOOB論理高レベルである。
[0052]同様に、フォルト出力信号305’が低基準信号407に設定されるとき(たとえば、フォルトが検出されておらず、デジタル信号213’が論理低)、演算増幅器304’は、完全な飽和状態に満たないように出力トランジスタ216”をオンにするように出力制御信号215”を設定し、その結果、出力信号110’’’はGNDよりも大きな値に設定され、したがって、出力信号110’’’は、データを出力信号110’’’の受信機に通信するために論理低レベルである。フォルト出力信号305’が高基準信号403に設定されるとき(たとえば、フォルトが検出されておらず、デジタル信号213’が論理高)、演算増幅器304’は、出力トランジスタ216”を部分的にオフにするように出力制御信号215”を設定し、その結果、出力トランジスタ216”はなおも伝導しており、その結果、出力信号110’’’はVSUPに満たない値に設定され、したがって、出力信号110’’’は、データを出力信号110’’’の受信機に通信するために論理高レベルである。
[0053]図5を参照すると、パルス列信号502としての、出力信号110の例示的なタイミング図が示される。示されるように、パルス列信号502は、複数のパルスを含む。図5は一定の縮尺ではないが、いくつかの実施形態において、パルスは、情報を搬送するための異なるパルス幅(たとえば、516)を有することができる。図5に示されるように、時間tと時間tとの間で、(たとえば、フォルト検出器112によって)フォルト状況は検出されていない。図4に関して説明されたように、フォルト状況が検出されていないとき、フォルト信号217”はクリアであってよい(たとえば、論理低)。フォルト信号217”がクリアであるとき、mux402は高基準403を選択し、mux404は低基準407を選択する。したがって、フォルト信号217”がクリアであるとき、mux406は、デジタル信号213’の値に基づいて、高基準403と低基準407との間で選択する。図5に示されるように、時間tと時間tとの間でフォルトが検出されていないとき、出力信号110は、出力高論理レベル506と出力低論理レベル508との間で切り替えられる。
[0054]しかしながら、時間tと時間tとの間で、(たとえば、フォルト検出器112によって)フォルト状況が検出される。図4に関して説明されたように、フォルト状況が検出されたとき、フォルト信号217”が設定されてよい(たとえば、論理高)。フォルト信号217”が設定されるとき、mux402はオフ基準401を選択し、mux404はオン基準405を選択する。したがって、フォルト信号217”が設定されるとき、mux406は、デジタル信号213’の値に基づいて、オフ基準401とオン基準405との間で選択する。図5に示されるように、時間tと時間tとの間でフォルトが検出されたとき、出力信号110は、フォルト高論理レベル504とフォルト低論理レベル510との間で切り替えられる。
[0055]図5は一定の縮尺ではないが、本明細書で説明されるとき、かつ図5に示されるとき、フォルト高論理レベル504は、出力高論理レベル506よりも大きく、出力高論理レベル506は、出力低論理レベル508よりも大きく、出力低論理レベル508は、フォルト低論理レベル510よりも大きい。本明細書で説明されるとき、フォルト高論理レベル504は、おおよそVSUPであってよく、フォルト低論理レベル510は、おおよそGNDであってよい。図5に示されるように、出力高論理レベル506及び出力低論理レベル508は、電圧範囲512によって分離されてよい。いくつかの実施形態において、電圧範囲512内の中間電圧がまた、特定のフォルト状況を通信するために用いられてもよい。そのような中間電圧は、フォルト中位論理レベル514として図5に示される。そのような中間フォルト論理レベルを用いる実施形態において、(たとえば、図4に示されるような)フォルト信号生成器302は、1つ又は複数のさらなるマルチプレクサを用いることができ、マルチプレクサは、出力トランジスタ216”が中間電圧を生成するのを可能にするために、中間基準信号を選択するためのさらなる入力部又は他の同様の技法を有する。
[0056]いくつかの実施形態において、フォルト検出器112が(たとえば、図5の時間tで)フォルト状況を検出すると、センサシステム100は、検出されたフォルト状況が解決されたとしても、センサシステム100がリセットされるまで、OOB論理レベル(たとえば、フォルト高論理レベル504及びフォルト低論理レベル510)で通信することを継続することができる。他の実施形態において、センサシステム100は、フォルト状況が検出されている間はOOB論理レベル(たとえば、フォルト高論理レベル504及びフォルト低論理レベル510)で通信し、しかし、図5の時間tに示されるように、フォルト状況が解決されると、インバウンズ論理レベル(たとえば、出力高論理レベル506及び出力低論理レベル508)で通信するために戻ることができる。
[0057]図5に示されるように、時間tで、センサシステム100のいくつかの実施形態は、オプションで、出力信号110’’’をフォルト中位論理レベル514で設定することができる。フォルト中位論理レベル514は、オプションで、特定のフォルト、たとえば、センサデータを出力信号110’’’の受信機に通信するのを継続することが有用ではない(たとえば、センサデータが不正確であることが知られているとき)場合のセンサシステム100のフォルトを通信するために用いられてよい。
[0058]図6を参照すると、状態遷移表600は、センサシステム100の例示的な状態遷移図である。センサシステム100のスタートアップ時(たとえば、センサシステム100が最初に電力を入れられたとき)、デジタル信号211(又は信号213)は、データ信号110を送信するために設定されてよく、(たとえば、フォルト検出器112によって)フォルト状況が検出されていない場合、センサシステム100は、正常の動作状態602及び604で動作する。たとえば、デジタル信号211が論理高である場合、センサシステム100は、出力信号110を出力高論理レベル506に設定することによって、状態602で動作する。デジタル信号211が論理低である場合、センサシステム100は、出力信号110を出力低論理レベル508に設定することによって、状態604で動作する。図6に示されるように、センサシステム100は、デジタル信号211の論理レベルが変わるまで、それぞれ、状態602及び604にとどまる。たとえば、センサシステム100が状態602(デジタル信号211が論理高)である場合、センサシステム100は、デジタル信号211のエッジが検出されなければ、状態602にとどまる。デジタル信号211の立ち下がりエッジが検出された場合、センサシステム100は、状態602から状態604へと遷移し、出力信号110を論理低に(たとえば、出力低論理レベル508に)設定する。同様に、センサシステム100が状態604(デジタル信号211が論理低)である場合、センサシステム100は、デジタル信号211のエッジが検出されなければ、状態604にとどまる。デジタル信号211の立ち上がりエッジが検出された場合、センサシステム100は、状態604から状態602へと遷移し、出力信号110を論理高に(たとえば、出力高論理レベル506に)設定する。
[0059]状態602及び604のいずれかで、フォルト検出器112がフォルト状況を検出した場合、センサシステム100は、フォルト動作状態606及び608で、それぞれ動作するように遷移する。たとえば、デジタル信号211が論理高である場合、センサシステム100は、出力信号110をフォルト高論理レベル504に設定することによって、状態606で動作する。デジタル信号211が論理低である場合、センサシステム100は、出力信号110をフォルト低論理レベル510に設定することによって、状態608で動作する。図6に示されるように、センサシステム100は、デジタル信号211の論理レベルが変わるまで、それぞれ、状態606及び608にとどまる。たとえば、センサシステム100が状態606(デジタル信号211が論理高)である場合、センサシステム100は、デジタル信号211のエッジが検出されなければ、状態606にとどまる。デジタル信号211の立ち下がりエッジが検出された場合、センサシステム100は、状態606から状態608へと遷移し、出力信号110を論理低に(たとえば、フォルト低論理レベル510に)設定する。同様に、センサシステム100が状態608(デジタル信号211が論理低)である場合、センサシステム100は、デジタル信号211のエッジが検出されなければ、状態608にとどまる。デジタル信号211の立ち上がりエッジが検出された場合、センサシステム100は、状態608から状態606へと遷移し、出力信号110を論理高に(たとえば、フォルト高論理レベル504に)設定する。
[0060]本明細書で説明されるように、いくつかの実施形態は、オプションで、フォルト中位論理レベル514を用いることができる。たとえば、フォルト中位論理レベル514は、特定のフォルト状況を通信することができる。動作状態602、604、606、及び608のいずれかで特定のフォルト状況が検出された場合、センサシステム100は、フォルト動作状態610で動作するように遷移する。
[0061]本明細書で説明されるように、いくつかの実施形態において、フォルト状況が検出されると、センサシステム100は、フォルト状況が解決されているかどうかにかかわらず、センサシステム100がリセットされるまで、フォルト動作状態606及び608(又はオプションのフォルト状態610)のままであってよい。図6に示されるように、他の実施形態において、フォルト動作状態606及び608で、フォルト検出器112が、フォルト状況が解決されている(又はクリアにされている)ことを検出した場合、センサシステム100は、正常の動作状態602及び604でそれぞれ動作するように遷移する。
[0062]図7を参照すると、例示的なセンサ動作プロセス700の流れ図が示される。ブロック702で、たとえば、センサシステム100の電源投入時に、センサシステム100の動作が始まる。ブロック704で、センサシステム100は、アナログセンサデータをデジタル化し、出力信号110として送信するためのデータワードを形成することができる。センサシステムがデジタルセンサ(たとえば、デジタルデータを直接出力するセンサ)を用いる場合、ブロック704で、デジタルデータが、出力信号110として送信するためのデータワードに形成されてよい。ブロック706で、センサシステム100(たとえば、フォルト検出器112)がフォルト状況を検出した場合、ブロック710で、センサシステム100(たとえば、出力生成器108)は、フォルト論理レベルで、たとえば、図5に示されたようなフォルト論理レベル504及び510で、出力信号110を生成する。ブロック706で、センサシステム100(たとえば、フォルト検出器112)がフォルト状況を検出しない場合、ブロック708で、センサシステム100(たとえば、出力生成器108)は、正常の論理レベルで、たとえば、図5に示されたような出力高論理レベル506及び出力低論理レベル508で、出力信号110を生成する。ブロック708及び710の後、プロセス700は、ブロック704に戻って、さらなるデータをデジタル化する。
[0063]図8を参照すると、例示的な受信動作プロセス800の流れ図が示される。本明細書で説明されるように、受信機は、センサシステム100から出力信号110を受信するために結合されてよい。たとえば、センサシステム100は、車両のECU又はECMに結合されてよい。ブロック802で、(たとえば、受信機のスタートアップ時に)受信機は動作を開始する。ブロック804で、出力信号110が受信される。ブロック806で、受信機は、受信された信号の論理レベルを判定する。ブロック806で、受信された信号がフォルト又はOOB論理レベル(たとえば、フォルト高論理レベル504、フォルト低論理レベル510、又はフォルト中位論理レベル514)である場合、ブロック808で、受信機は、関連付けられたフォルト状況が検出されていることを指し示す。いくつかの実施形態において、フォルト状況は、たとえば、ECU又はECMによるさらなる処理のために提供されてもよいし、そうでない場合、たとえば、車両の運転者に対して指し示されてもよい。ブロック810で、受信された信号のデータ(たとえば、出力信号110のパルス列502によって指し示されたデータ)が、受信機によって処理される。たとえば、受信機は、検出されたフォルト状況を判定することに加えて、受信された信号から、センサシステム100のセンサデータを判定することができる。ブロック810の後、プロセス800は、ブロック804に戻って、さらなるデータを受信する。
[0064]ブロック806で、受信された信号がインバウンズ論理レベルの正常(たとえば、出力高論理レベル506及び出力低論理レベル508)である場合、ブロック810で、受信された信号のデータ(たとえば、出力信号110のパルス列502によって指し示されたデータ)が、受信機によって処理される。たとえば、受信機は、受信された信号から、センサシステム100のセンサデータを判定することができる。ブロック810の後、プロセス800は、ブロック804に戻って、さらなるデータを受信する。
[0065]いくつかの実施形態において、センサシステム100は、1つ又は複数のプロセッサ(たとえば、図1のコントローラ106の一定の実施形態)を含むことができる。本明細書で使用されるとき、用語「プロセッサ」は、関数、演算、又は演算のシーケンスを実施する電子回路を表す。関数、演算、又は演算のシーケンスは、電子回路にハードコーディングされても、又はメモリデバイスに保持された命令を介してソフトコーディングされてもよい。「プロセッサ」は、デジタル値を使用して、又はアナログ信号を使用して、関数、演算、又は演算のシーケンスを実施することができる。いくつかの実施形態において、「プロセッサ」は、特定用途向け集積回路(ASIC)において具現化され得る。いくつかの実施形態において、「プロセッサ」は、関連付けられたプログラムメモリを伴うマイクロプロセッサにおいて具現化され得る。いくつかの実施形態において、「プロセッサ」は、ディスクリート電子回路において具現化され得る。「プロセッサ」は、アナログ信号、デジタル信号、又は混合信号であり得る。
[0066]回路素子のさまざまな機能はまた、ソフトウェアプログラムにおける処理ブロックとして実装されてもよい。そのようなソフトウェアは、たとえば、デジタル信号プロセッサ、マイクロコントローラ、又は汎用コンピュータにおいて用いられてよい。したがって、説明される実施形態は、ハードウェア、ハードウェアとソフトウェアの組合せ、ソフトウェア、又は1つ又は複数のプロセッサによる実行におけるソフトウェアにおいて実装されてよい。
[0067]いくつかの実施形態は、方法、及びそれらの方法を実践するための装置の形で実装されてよい。説明される実施形態はまた、たとえば、ストレージ媒体に記憶された、マシンの中にロードされた、及び/もしくはマシンによって実行された、又は光ファイバを通じて、もしくは電磁放射を介して、電気配線もしくはケーブル布線上などのなんらかの送信媒体もしくはキャリア上で送信された、プログラムコードの形で実装されてもよい。非一時的なマシン可読媒体は、限定はされないが、ハードドライブ、フロッピーディスケット、及び磁気テープ媒体を含む磁気記録媒体、コンパクトディスク(CD)及びデジタル多用途ディスク(DVD)を含む光学記録媒体、フラッシュメモリ、ハイブリッド磁気及びソリッドステートメモリなどのソリッドステートメモリ、不揮発性メモリ、揮発性メモリ、及びその他などの有形の媒体を含むことができるが、一時的な信号それ自体を含まない。非一時的なマシン可読媒体において具現化されるとき、及びプログラムコードがコンピュータなどのマシンの中にロードされ、マシンによって実行されるとき、マシンは、方法を実践するための装置になる。
[0068]処理デバイス上で実装されるとき、プログラムコードセグメントは、プロセッサと結合して、特定の論理回路に近似して動作する固有のデバイスを提供する。そのような処理デバイスは、たとえば、汎用マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、縮小命令セットコンピュータ(RISC)、複合命令セットコンピュータ(CISC)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、プログラマブル論理アレイ(PLA)、マイクロコントローラ、組み込みコントローラ、マルチコアプロセッサ、及び/又は上記の組合せを含むその他を含むことができる。説明される実施形態はまた、特許請求の範囲に列挙された方法及び/又は装置を使用して生成された、媒体を通じて電気的もしくは光学的に送信されるビットストリーム又は他の信号値のシーケンス、磁気記録媒体における記憶された磁界変化、その他の形で実装されてもよい。
[0069]単一の実施形態のコンテキストにおいて説明されたさまざまな要素はまた、別々に提供されても、又は任意の好適な下位組合せにおいて提供されてもよい。本明細書で説明され、例示されてきた部品の詳細、材料、及び配置におけるさまざまな変更は、以下の特許請求の範囲から逸脱することなく当業者によって行われてもよいことが、さらに理解されるであろう。

Claims (44)

  1. 集積回路であって、
    前記集積回路のフォルト状況を検出するように構成されたフォルト検出器と、
    力データ信号を生成するように構成されたコントローラと、
    前記集積回路の出力信号を生成するように構成され、前記出力信号に結合された信号出力線を有する出力生成器
    を備え、
    前記出力生成器は、
    前記フォルト検出器が前記フォルト状況を検出しないときの前記出力データ信号に基づいて、前記出力信号を第1の組の出力レベルで生成し、
    前記フォルト検出器が前記フォルト状況を検出したときの前記出力データ信号に基づいて、前記出力信号を、前記信号出力線の開回路及び/又は短絡により生じ、前記第1の組の出力レベルとは異なる第2の組の出力レベルで生成する
    ように構成された、集積回路。
  2. 前記第1の組の出力レベルが、出力低レベル及び出力高レベルを含み、前記第2の組の出力レベルが、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含む、請求項1に記載の集積回路。
  3. 前記フォルト低出力レベルが、前記出力低レベルよりも低く、前記フォルト高出力レベルが、前記出力高レベルよりも高い、請求項2に記載の集積回路。
  4. 前記出力生成器が、選択されたフォルト状況が検出されたときに前記出力信号を中位出力レベルで生成するようにさらに構成される、請求項2に記載の集積回路。
  5. 前記中位出力レベルが、前記出力低レベルと前記出力高レベルとの間である、請求項4に記載の集積回路。
  6. 前記出力生成器が、検出されたフォルトを指し示すために前記出力信号を前記第2の組の出力レベルで生成するように構成され、前記出力生成器が、前記フォルト状況が検出されていないことを指し示すために前記出力信号を前記第1の組の出力レベルで生成するように構成される、請求項1に記載の集積回路。
  7. 前記フォルト状況が検出されると、前記集積回路がリセットされるまで、前記出力生成器が、前記出力信号を前記第2の組の出力レベルで維持するように構成される、請求項6に記載の集積回路。
  8. 前記出力生成器が、
    前記出力データ信号、前記第1の組の出力レベルに対応する第1の組の基準信号、前記第2の組の出力レベルに対応する第2の組の基準信号、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するように構成されたフォルト信号生成器と、
    前記第1の出力信号及び前記出力信号をフィードバックさせて得られるフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するように構成された増幅器と、
    前記増幅された出力信号に基づいて、前記出力信号を生成するように構成されたスイッチング素子とを含む、請求項2に記載の集積回路。
  9. 前記フォルト信号生成器が、
    前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力高レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト高出力レベルとの間で選択して、選択された高信号を生成するように構成された第1のマルチプレクサと、
    前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力低レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト低出力レベルとの間で選択して、選択された低信号を生成するように構成された第2のマルチプレクサと、
    前記出力データ信号に基づいて、前記選択された高信号と前記選択された低信号との間で選択して、前記第1の出力信号を生成するように構成された第3のマルチプレクサとを含む、請求項8に記載の集積回路。
  10. 前記集積回路が、前記集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するように構成された磁界センサを含む、請求項1に記載の集積回路。
  11. 前記集積回路が、車両におけるセンサとしての使用のために構成され、前記集積回路の前記出力信号が、車両コントローラに結合される、請求項10に記載の集積回路。
  12. 前記車両コントローラが、前記出力信号が前記第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードし、自動車用安全度水準(ASIL)規格に従って前記フォルト状況を処理するように構成される、請求項11に記載の集積回路。
  13. 前記フォルト検出器が、前記集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び前記磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含むフォルト状況を検出するように構成される、請求項11に記載の集積回路。
  14. センサであって、
    少なくとも1つの磁界感知素子によって感知された磁界を示す磁界信号を生成するように構成された前記少なくとも1つの磁界感知素子と、
    前記磁界信号に関連付けられたデジタル磁界値を生成するように構成されたアナログデジタル変換器(ADC)と、
    センサ出力信号を生成するように構成され、前記センサ出力信号に結合された信号出力線を有する出力生成器と、
    コントローラと
    を備え、
    前記コントローラは、
    前記デジタル磁界値を受信し、感知速度信号を生成し、
    前記センサの診断用フォルトを検出し、検出された診断用フォルトに基づいてフォルト出力信号を生成する
    ように構成され、
    前記出力生成器は、
    前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号を受信し、
    前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号の第1の値に基づいて、前記センサ出力信号を第1の組の出力レベルで生成し、
    前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号の第2の値に基づいて、前記センサ出力信号を、前記信号出力線の開回路及び/又は短絡により生じ、前記第1の組の出力レベルとは異なる第2の組の出力レベルで生成する
    ように構成されたセンサ。
  15. 前記第1の組の出力レベルが、出力低レベル及び出力高レベルを含み、前記第2の組の出力レベルが、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含む、請求項14に記載のセンサ。
  16. 前記フォルト低出力レベルが、前記出力低レベルよりも低く、前記フォルト高出力レベルが、前記出力高レベルよりも高い、請求項15に記載のセンサ。
  17. 前記出力生成器が、選択された診断用フォルトが検出されたときに前記センサ出力信号を中位出力レベルで生成するようにさらに構成され、前記中位出力レベルが、前記出力低レベルと前記出力高レベルとの間である、請求項14に記載のセンサ。
  18. 診断用フォルトが検出されると、前記コントローラがリセットされるまで、前記コントローラが、前記センサ出力信号を前記第2の組の出力レベルで維持するように構成される、請求項14に記載のセンサ。
  19. 前記出力生成器が、
    前記感知速度信号、前記フォルト出力信号、前記第1の組の出力レベルに対応する第1の組の基準信号、及び前記第2の組の出力レベルに対応する第2の組の基準信号に基づいて、第1の出力信号を生成するように構成されたフォルト信号生成器と、
    前記第1の出力信号及び前記センサ出力信号をフィードバックさせて得られるフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するように構成された増幅器と、
    前記増幅された出力信号に基づいて、前記センサ出力信号を生成するように構成されたスイッチング素子とを含む、請求項15に記載のセンサ。
  20. 前記フォルト信号生成器が、
    前記フォルト出力信号に基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力高レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト高出力レベルとの間で選択して、選択された高信号を生成するように構成された第1のマルチプレクサと、
    前記フォルト出力信号に基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力低レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト低出力レベルとの間で選択して、選択された低信号を生成するように構成された第2のマルチプレクサと、
    前記感知速度信号に基づいて、前記選択された高信号と前記選択された低信号との間で選択して、前記第1の出力信号を生成するように構成された第3のマルチプレクサとを含む、請求項19に記載のセンサ。
  21. 前記少なくとも1つの磁界感知素子が、集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するように構成される、請求項14に記載のセンサ。
  22. 前記センサが、車両におけるセンサとしての使用のために構成され、前記センサの前記センサ出力信号が、車両コントローラに結合され、前記車両コントローラが、前記センサ出力信号が前記第2の組の出力レベルであるときに診断用フォルトをデコードし、自動車用安全度水準(ASIL)規格に従って前記診断用フォルトを処理するように構成される、請求項21に記載のセンサ。
  23. 前記検出された診断用フォルトが、前記集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含む、請求項21に記載のセンサ。
  24. 集積回路において実装される請求項14に記載のセンサ。
  25. 集積回路のフォルト状況を通信するための方法であって、
    フォルト検出器によって、前記集積回路のフォルト状況を検出するステップと、
    コントローラによって、力データ信号を生成するステップと、
    前記集積回路の出力信号を生成するように構成され、前記出力信号に結合された信号出力線を有する出力生成器によって、前記フォルト検出器が前記フォルト状況を検出しないときの前記出力データ信号に基づいて、前記出力信号を第1の組の出力レベルで生成するステップと、
    前記出力生成器によって、前記フォルト検出器が前記フォルト状況を検出したときの前記出力データ信号に基づいて、前記出力信号を、前記信号出力線の開回路及び/又は短絡により生じ、前記第1の組の出力レベルとは異なる第2の組の出力レベルで生成するステップとを含む方法。
  26. 前記第1の組の出力レベルが、出力低レベル及び出力高レベルを含み、前記第2の組の出力レベルが、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含む、請求項25に記載の方法。
  27. 前記フォルト低出力レベルが、前記出力低レベルよりも低く、前記フォルト高出力レベルが、前記出力高レベルよりも高い、請求項26に記載の方法。
  28. 前記出力生成器によって、選択されたフォルト状況が検出されたときに前記出力信号を中位出力レベルで生成するステップをさらに含み、前記中位出力レベルが、前記出力低レベルと前記出力高レベルとの間である、請求項26に記載の方法。
  29. 前記出力生成器によって、検出されたフォルトを指し示すために前記出力信号を前記第2の組の出力レベルで生成するステップと、
    前記出力生成器によって、前記フォルト状況が検出されていないことを指し示すために前記出力信号を前記第1の組の出力レベルで生成するステップとをさらに含む請求項25に記載の方法。
  30. 前記フォルト状況が検出されると、前記集積回路がリセットされるまで、前記出力信号を前記第2の組の出力レベルで維持するステップをさらに含む請求項29に記載の方法。
  31. 前記出力生成器が、フォルト信号生成器、増幅器、及びスイッチング素子を含み、前記方法が、
    前記フォルト信号生成器によって、前記出力データ信号、前記第1の組の出力レベルに対応する第1の組の基準信号、前記第2の組の出力レベルに対応する第2の組の基準信号、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するステップと、
    前記増幅器によって、前記第1の出力信号及び前記出力信号をフィードバックさせて得られるフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するステップと、
    前記スイッチング素子によって、前記増幅された出力信号に基づいて、前記出力信号を生成するステップとをさらに含む、請求項26に記載の方法。
  32. 前記フォルト信号生成器が、第1のマルチプレクサ、第2のマルチプレクサ、及び第3のマルチプレクサを含み、前記方法が、
    前記第1のマルチプレクサによって、前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力高レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト高出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された高信号を生成するステップと、
    前記第2のマルチプレクサによって、前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力低レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト低出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された低信号を生成するステップと、
    前記第3のマルチプレクサによって、前記出力データ信号に基づいて、前記選択された高信号と前記選択された低信号との間で選択するステップ、及び前記第1の出力信号を生成するステップとをさらに含む、請求項31に記載の方法。
  33. 前記集積回路が、磁界センサを含み、前記方法が、前記磁界センサによって、前記集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するステップをさらに含む、請求項25に記載の方法。
  34. 前記集積回路が、車両におけるセンサとしての使用のために構成され、前記集積回路の前記出力信号が、車両コントローラに結合され、前記方法が、前記車両コントローラによって、前記出力信号が前記第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードするステップ、及び自動車用安全度水準(ASIL)規格に従って前記フォルト状況を処理するステップをさらに含む、請求項33に記載の方法。
  35. 前記フォルト状況が、前記集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び前記磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含む、請求項33に記載の方法。
  36. 車両用センサを動作させるための方法であって、
    前記車両用センサの少なくとも1つの磁界感知素子によって、感知された磁界を示す磁界信号を生成するステップと、
    前記車両用センサのアナログデジタル変換器(ADC)によって、前記磁界信号に関連付けられたデジタル磁界値を生成するステップと、
    前記車両用センサのコントローラによって、前記デジタル磁界値を受信するステップ、及び感知速度信号を生成するステップと、
    前記コントローラによって、前記車両用センサの診断用フォルトを検出するステップ、及び検出された診断用フォルトに基づいてフォルト出力信号を生成するステップと、
    前記車両用センサのセンサ出力信号を生成するように構成され、前記センサ出力信号に結合された信号出力線を有する出力生成器によって、前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号を受信するステップと、
    前記出力生成器によって、前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号の第1の値に基づいて、前記センサ出力信号を第1の組の出力レベルで生成するステップと、
    前記出力生成器によって、前記感知速度信号及び前記フォルト出力信号の第2の値に基づいて、前記センサ出力信号を、前記信号出力線の開回路及び/又は短絡により生じ、前記第1の組の出力レベルとは異なる第2の組の出力レベルで生成するステップと含む方法。
  37. 前記第1の組の出力レベルが、出力低レベル及び出力高レベルを含み、前記第2の組の出力レベルが、フォルト低出力レベル及びフォルト高出力レベルを含み、前記フォルト低出力レベルが、前記出力低レベルよりも低く、前記フォルト高出力レベルが、前記出力高レベルよりも高い、請求項36に記載の方法。
  38. 前記出力生成器によって、選択されたフォルト状況が検出されたときに前記センサ出力信号を中位出力レベルで生成するステップをさらに含み、前記中位出力レベルが、前記出力低レベルと前記出力高レベルとの間である、請求項37に記載の方法。
  39. 前記コントローラがリセットされるまで、前記センサ出力信号を前記第2の組の出力レベルで維持するステップをさらに含む請求項36に記載の方法。
  40. 前記出力生成器が、フォルト信号生成器、増幅器、及びスイッチング素子を含み、前記方法が、
    前記フォルト信号生成器によって、前記感知速度信号、前記第1の組の出力レベルに対応する第1の組の基準信号、前記第2の組の出力レベルに対応する第2の組の基準信号、及びフォルトインジケータに基づいて、第1の出力信号を生成するステップと、
    前記増幅器によって、前記第1の出力信号及び前記センサ出力信号をフィードバックさせて得られるフィードバック信号に基づいて、増幅された出力信号を生成するステップと、
    前記スイッチング素子によって、前記増幅された出力信号に基づいて、前記センサ出力信号を生成するステップとをさらに含む、請求項36に記載の方法。
  41. 前記フォルト信号生成器が、第1のマルチプレクサ、第2のマルチプレクサ、及び第3のマルチプレクサを含み、前記方法が、
    前記第1のマルチプレクサによって、前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力高レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト高出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された高信号を生成するステップと、
    前記第2のマルチプレクサによって、前記フォルトインジケータに基づいて、前記第1の組の出力レベルの前記出力低レベルと前記第2の組の出力レベルの前記フォルト低出力レベルとの間で選択するステップ、及び選択された低信号を生成するステップと、
    前記第3のマルチプレクサによって、前記感知速度信号に基づいて、前記選択された高信号と前記選択された低信号との間で選択するステップ、及び前記第1の出力信号を生成するステップとをさらに含む、請求項40に記載の方法。
  42. 集積回路が、磁界センサを含み、前記方法が、前記磁界センサによって、前記集積回路に近接して位置付けられた強磁性物体の絶対位置、相対位置、動きの方向、動きの速度、回転の方向、又は回転の速度のうちの少なくとも1つを感知するステップをさらに含む、請求項36に記載の方法。
  43. 前記集積回路が、車両におけるセンサとしての使用のために構成され、前記センサ出力信号が、車両コントローラに結合され、前記方法が、前記車両コントローラによって、前記センサ出力信号が前記第2の組の出力レベルであるときにフォルト状況をデコードするステップ、及び自動車用安全度水準(ASIL)規格に従って前記フォルト状況を処理するステップをさらに含む、請求項42に記載の方法。
  44. 前記フォルト状況が、前記集積回路の電圧が予想範囲を外れること、及び前記磁界センサによって感知された磁界が予想範囲を外れることのうちの1つ又は複数を含む、請求項42に記載の方法。
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