传感器系统和报警单元技术方案

本发明专利技术涉及传感器系统和报警单元。根据本发明专利技术的传感器系统可以包括：配置成测量指示物体移动速度的第一信号的第一传感元件和配置成测量指示移动方向的第二信号的第二传感元件，进一步包括报警单元，其被配置成在第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背的情况下发布警告。本发明专利技术进一步教导了报警单元，其被配置成监控第一信号和第二信号之间的预定义关系，并且被进一步配置成如果所述预定义关系被违背，则发布警告。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及用于检测和验证物体的移动的具有报警单元的传感器系统，并且涉及用于验证信号之间的预定义关系的报警单元。
技术介绍
存在各种各样的申请，其中物体的移动需要关于移动的速度和/或方向进行表征。一般在汽车或车辆内的防抱死系统（ABS）中以及在测量致动器的线性移动的设置中对这样的测量特别感兴趣。往往这样的速度和方向传感器与极轮或齿轮组合使用。所述极轮通常包括许多交变磁极。当轮旋转时，磁场中的改变被传感器感测到并且可以被使用以从中得到上述移动的特性（参见图1B）。可替代地或附加地，所述速度和方向传感器可以与例如沿致动器的线性路径布置的交变磁极的线性序列结合使用。在这样的设置中，当致动器沿线性路径移动时（参见图1A），磁场中的改变被传感器感测到并且可以被使用以从中得到线性移动的速度和/或方向。在各种各样的采用移动和方向传感器的系统中，感兴趣的是验证由传感器产生的信号（即移动的方向和/或速度）在所述信号中的一个并不与另一个相矛盾的意义上来说是一致的。在现有技术中，方向和/或速度信号的这样的真实性检查通过冗余系统来实现，其中，两个单独的传感器被使用，其中第一传感器验证来自第二传感器的值，并且反之亦然。在这样的设置中，所述真实性检查将会通过ECU来实现。这样的方法显然相当昂贵，并且仅有有限的方式来检查传感器是否仍然产生可靠的信号。另外，根据现有技术，检测速度信号和方向信号之间的差错或差异是由单个传感器中的一个的故障引起的还是由执行真实性检查的ECU的故障引起的是不可能的，如根据例如像在ISO 26262中所定义的功能安全标准可能要求的。本专利技术通过提供用以感测物体移动的传感器系统而克服了现有技术的这些问题。根据本专利技术的传感器系统在一些实施例中可以涉及集成传感器系统，甚至更优选地涉及集成单片传感器系统。通过根据本专利技术的报警单元而进一步克服现有技术的问题。用于感测物体移动的传感器系统可以包括第一传感器元件、第二传感器元件和报警单元。第一传感器元件可以是磁传感器元件。第一传感器元件可以提供沿半导体芯片上的第一信号路径的第一信号。第一信号可以指示移动的速度。第二传感器提供沿半导体芯片上的第二信号路径的第二信号。第二信号可以指示移动的方向。报警单元可以被置于半导体芯片上。如果第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背，则报警单元可以被配置成发布警告。根据本专利技术的传感器系统的另外的方面从从属权利要求变得显而易见。本专利技术进一步涉及报警单元。报警单元可以被配置成接收第一信号和第二信号。报警单元可以被配置成监控第一信号和第二信号之间的预定义关系。在一些实施例中，报警单元进一步被配置成在预定义关系被违背的情况下发布警告。根据本专利技术的报警单元的另外的优点和属性将从从属权利要求变得显而易见。附图说明图1A图示出与沿移动方向的交变磁极的布置相结合的磁传感器。图1B图示出以可安装到旋转物体的极轮为例被配置成检测旋转方向和旋转速度的磁场传感器。图2A图示出由速度传感器和方向传感器提供的速度信号S1和方向信号S2的关系。图2B图示出由磁传感器（其被配置成测量移动的速度和方向）感测的具有丢失速度脉冲或丢失速度脉冲边沿的速度信号S1和方向信号S2的时间演化。图2C图示出具有丢失方向脉冲或丢失方向脉冲边沿的速度信号S1和方向信号S2的时间演化。图3A图示出根据本专利技术的传感器系统的框图。图3B图示出根据本专利技术的传感器系统的示例性实施例。图3C图示出根据本专利技术的传感器系统的另一实现方式。图4A图示出根据本专利技术的报警单元的示例性实施例。图4B图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号随时间推移的时间演化。图4C图示出用于左转物体的与报警单元相关的信号随时间推移的时间演化。图4D图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第一信号中具有缺失脉冲）随时间推移的时间演化。图4E图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第一信号中具有附加脉冲）随时间推移的时间演化。图4F图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第二信号中具有缺失脉冲）随时间推移的时间演化。图4G图示出用于右转物体的与报警单元相关的信号（其中，在第二信号中具有附加脉冲）随时间推移的时间演化。具体实施方式在下文中，将参照附图详细地描述各种实施例。将要理解的是，这些实施例仅用于说明性的目的，并且决不被解释为限制本专利技术的范围。例如，虽然实施例被描述包括多个不同的细节、特征或元件，但在其他实施例中，这些细节、特征或元件中的一些可以被省略、可以被以与所示的不同的方式实现、和/或可以由替代的细节、特征或元件来代替。附加地或可替代地，在另外的实施例中，可以呈现在本文中未明确描述的附加细节、特征或元件。连接或耦合（例如在如本文所述的附图中示出的电气连接或耦合）可以是直接连接或间接连接。间接连接是在维持耦合功能的情况下具有一个或多个中间元件的连接。涉及传感元件的一些实施例可以包括磁场传感器或传感器元件。可替代地且在没有任何限制的情况下，可以考虑适于测量物体的移动的任何其他传感器。涉及一个或多个磁场传感器的一些实施例例如可以包括XMR传感器。如本文所用的术语XMR传感器可以指基于一个或多个磁阻（MR）效应的传感器。磁阻效应的示例包括GMR（巨磁电阻）、CMR（庞磁电阻）、AMR（各向异性磁电阻）或TMR（隧道磁电阻）。在另一示例中，磁场传感器可以包括霍尔传感器。在本申请的上下文中的霍尔传感器可以是依赖霍尔效应来检测磁场的传感器。霍尔传感器的示例包括垂直霍尔传感器或横向霍尔传感器。霍尔传感器可以基于任何常规技术、例如旋转电流技术或任何其他偏置技术来操作。在没有任何限制的情况下，根据本专利技术的传感器系统可以包括采用不同测量原理的传感器元件的组合，例如垂直霍尔传感器元件作为第一传感器元件而任何XMR传感器元件作为第二传感器元件。对于第一传感器元件主要对外部磁场的第一分量敏感，而第二传感器元件主要对外部磁场的与第一磁场分量垂直的第二分量敏感可能会感兴趣。在根据本专利技术的用于感测物体移动的传感器系统的一些实施例中，所述传感器系统是单片集成传感器系统。所述传感器系统可以包括第一传感器、第二传感器和报警单元。第一传感器（在下文中也被称为第一传感器元件）可以是磁传感器元件。第一传感器元件可以提供沿半导体芯片上的第一信号路径的第一信号。第一信号可以指示移动的速度。第二传感器元件可以提供沿相同半导体芯片上的第二信号路径的第二信号。第二信号可以指示移动的方向。如果第一信号和第二信号之间的预定义关系被违背，则半导体芯片上的报警单元可以被配置成发布警告。在传感器系统的一些实施例中，所述报警单元可以被进一步配置成监控第一信号和/或第二信号。在传感器系统的一些实施例中，所述预定义关系可以是可选择的自由预定义关系。在传感器系统的一些实施例中，所述预定义关系可以是第一信号和第二信号之间的可选择的预定义关系。第一信号和第二信号在一些实施例中可以是准周期信号或周期信号。术语周期可以被解释为在某一周期T之后基本上重复的信号。准周期信号在本公开的上下文中应当被理解为在给定时间帧内基本上重复的信号。这是说，准周期信号可以包括周期，其中，所述信号消失、降到一给定值等。在根据本专利技术的传感器系统的一些实施例中，第一信号和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于感测物体移动的传感器系统（10），所述传感器系统（10）包括：‑ 第一传感元件（100），提供沿半导体芯片上的第一信号路径（110）的第一信号（S1），所述第一信号（S1）指示移动的速度；‑ 第二传感元件（200），提供沿半导体芯片上的第二信号路径（210）的第二信号（S2），所述第二信号（S2）指示移动的方向；以及‑ 报警单元（400），其中所述报警单元（400）被配置成如果第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被违背，则发布警告。

【技术特征摘要】
2014.10.24 DE 102014015747.41.用于感测物体移动的传感器系统（10），所述传感器系统（10）包括：- 第一传感元件（100），提供沿半导体芯片上的第一信号路径（110）的第一信号（S1），所述第一信号（S1）指示移动的速度；- 第二传感元件（200），提供沿半导体芯片上的第二信号路径（210）的第二信号（S2），所述第二信号（S2）指示移动的方向；以及- 报警单元（400），其中所述报警单元（400）被配置成如果第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被违背，则发布警告。2.根据权利要求1所述的传感器系统（10），其中，所述传感器系统被实现为单片集成传感器系统。3.根据权利要求1或2所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被进一步配置成监控第一信号（S1）和/或第二信号（S2）。4.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述预定义关系是可选择的预定义关系。5.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述预定义关系是第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的可选择的预定义相位关系，所述第一信号（S1）和第二信号（S2）分别是基本上同一频率的周期信号，或者所述第一信号（S1）和第二信号（S2）是基本上同一频率的准周期信号。6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被实现为耦合到半导体芯片的另一半导体芯片。7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）包括配置成指示第一信号（S1）高于第一基值的第一比较器（151），所述第一比较器（151）被布置在第一信号路径（110）内的第一传感器元件（100）的下游。8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），进一步包括在第一信号路径（110）内的补偿单元（115），所述补偿单元（115）被配置成对第一信号（S1）施加可调补偿。9.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），进一步包括用于至少转换第一信号（S1）的第一模数转换器（410）。10.根据权利要求9所述的传感器系统（10），进一步包括用于将第一信号（S1）和第二信号（S2）转发到第一模数转换器（410）的多路复用器（300）。11.根据权利要求8至10中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述补偿单元（115）包括配置成接收数字补偿的数模转换器。12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）被配置成在发布警告的情况下校正第一信号（S1）和/或第二信号（S2）或者使其无效。13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述报警单元（400）进一步适于在第一比较器（151）指示第一信号（S1）高于第一基值的时间周期期间提取第二信号（S2）的最小值或最大值。14.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，当第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系被基本上维持时，所述报警单元（400）发布无警告消息指示。15.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述第一传感元件（100）和所述第二传感元件（200）被实现为磁传感器元件。16.根据前述权利要求中任一项所述的传感器系统（10），其中，所述传感器系统（10）可与磁性目标或极轮一起使用。17.一种报警单元（400），包括：- 配置成接收第一信号（S1）的第一端子，- 配置成接收第二信号（S2）的第二端子，其中，所述报警单元（400）被配置成监控第一信号（S1）和第二信号（S2）之间的预定义关系。18.根据权利要求17所述的报警单元（400），进一步适于在预定义关系被违背的情况下发布警告。19.根据权利要求17或18中任一项所述的报警单元，其中，所述第一信号（S1）和第二信号（S2）是基...

【专利技术属性】
技术研发人员：B福斯特，F拉斯博尼希，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE