用于功能操作期间的传感器诊断的系统和方法技术方案

一种系统包括用于检测外部磁场的磁场感测元件和用于提供参考磁场的接近所述磁场感测元件的磁场源。所述磁场感测元件产生具有参考和测量信号部分的复合信号，所述参考信号部分指示所述参考磁场且所述测量信号部分指示所述外部磁场。电源提供通过所述磁场源的供应电流，以在所述系统处于操作模式时持续地生成所述参考磁场。处理电路处理所述复合信号以产生指示所述外部磁场的测量输出信号。在多个测试点处与所述处理电路耦合的检核电路检测所述多个测试点处的所述参考信号部分，并根据检测到的参考信号部分确定所述系统的可操作性。

System and method for sensor diagnosis during functional operation

A system includes a magnetic field sensing element for detecting an external magnetic field and a magnetic field source close to the magnetic field sensing element for providing a reference magnetic field. The magnetic field sensing element generates a composite signal having a reference and a measurement signal portion indicating the reference magnetic field and the measurement signal portion indicating the external magnetic field. The power supply provides a supply current through the magnetic field source to continuously generate the reference magnetic field while the system is in operation mode. The processing circuit processes the composite signal to generate a measurement output signal indicating the external magnetic field. A check circuit coupled with the processing circuit at a plurality of test points detects the reference signal portion at the plurality of test points and determines the operability of the system based on the detected reference signal portion.

【技术实现步骤摘要】
用于功能操作期间的传感器诊断的系统和方法
本专利技术大体上涉及传感器系统。更具体地说，本专利技术涉及一种磁场传感器系统，例如速度传感器，和一种用于在功能操作期间持续地确定磁场传感器系统的可操作性以进行功能安全故障检测的方法。
技术介绍
磁场传感器系统用于各种商业、工业和汽车应用中，以出于速度和方向感测、旋转角感测、接近感测等目的测量磁场。在一些应用中，磁场传感器系统可被用作用于读取车轮旋转速度的车轮速度传感器。车轮速度传感器可实施于防抱死制动系统(ABS)内。ABS是一种汽车安全系统，其允许机动车辆上的车轮根据驾驶员在制动时的输入而保持与路面的牵引接触，由此防止车轮锁死(停止旋转)且避免失控滑行。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种系统，包括：磁场感测元件，其被配置成检测外部磁场；磁场源，其接近所述磁场感测元件且被配置成提供可由所述磁感元件检测到的参考磁场，其中所述磁场感测元件被配置成产生复合信号，所述复合信号具有参考信号部分和测量信号部分，所述参考信号部分指示所述参考磁场且所述测量信号部分指示所述外部磁场；以及电源，其与所述磁场源耦合且被配置成提供通过所述磁场源的供应电流，以用于在所述系统处于操作模式时持续地生成所述参考磁场。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括：处理电路，其与所述磁感元件耦合，所述处理电路被配置成处理所述复合信号以产生指示所述外部磁场的测量输出信号；以及检核电路，其在多个测试点处与所述处理电路耦合，所述检核电路被配置成检测所述多个测试点处的所述参考信号部分，并根据可在所述多个测试点中的每一个处检测到的所述参考信号部分确定所述系统的至少一部分的可操作性。在一个或多个实施例中，所述处理电路包括第一滤波器元件，其被配置成从所述复合信号移除所述参考信号部分以从所述复合信号的所述测量信号部分产生所述测量输出信号。在一个或多个实施例中，所述检核电路包括第二滤波器元件，其被配置成从所述复合信号移除所述测量信号部分以在确定所述系统的所述至少一部分的所述可操作性之前产生所述参考信号部分。在一个或多个实施例中，所述处理电路包括模/数转换器(ADC)系统，所述ADC系统被配置成将所述复合信号转换成数字化复合信号；并且所述多个测试点包括第一测试点，所述第一测试点包括在所述ADC系统与所述检核电路之间的第一互连，其中所述检核电路被配置成检测所述数字化复合信号中所述参考信号部分的数字化检核参考信号部分，并当所述数字化检核参考信号部分在第一预期信号范围外时产生第一错误标记。在一个或多个实施例中，所述ADC系统包括：三角积分ADC，其被配置成接收所述复合信号并将所述复合信号转换成数字化中间复合信号；以及抽取结构，其被配置成接收所述数字化中间复合信号并处理所述数字化中间复合信号以产生所述数字化复合信号，其中所述数字化检核参考信号部分在所述第一预期信号范围外的状况指示三角积分ADC故障和抽取结构故障中的一个。在一个或多个实施例中，所述处理电路进一步包括：线性化电路，其被配置成响应于所述数字化复合信号而产生线性化复合信号；并且所述多个测试点包括第二测试点，所述第二测试点包括在所述线性化电路与所述检核电路之间的第二互连，其中所述检核电路被进一步配置成检测所述线性化复合信号中所述参考信号部分的线性化检核参考信号部分，并当所述线性化检核参考信号部分在第二预期信号范围外时产生第二错误标记。在一个或多个实施例中，所述线性化电路进一步包括杂散场补偿区段，其被配置成补偿叠加在所述复合信号上的杂散场信号部分，所述杂散场信号部分指示在存在所述外部磁场的情况下的杂散磁场，其中所述线性化检核参考信号部分在所述第二预期信号范围外的状况指示线性化电路故障和所述杂散场补偿区段处所述杂散场信号部分的不充分抑制中的至少一个。在一个或多个实施例中，所述处理电路进一步包括：信号调节电路，其被配置成补偿所述数字化复合信号内的可变信号部分以产生补偿复合信号；以及比较器元件，其具有与所述信号调节电路耦合的输入，所述比较器元件被配置成当所述补偿复合信号在第三预期信号范围外时产生第三错误标记。在一个或多个实施例中，所述系统选择性地在所述操作模式和待用模式中的任一个中原位运作，其中在所述操作模式中所述外部磁场可由所述磁感元件检测，在所述待用模式中所述外部磁场不可由所述磁感元件检测，且所述电源被配置成当所述系统处于所述操作和待用模式时均提供所述供应电流。在一个或多个实施例中，所述系统进一步包括处理电路，所述处理电路与所述磁感元件耦合，所述处理电路被配置成处理所述复合信号的所述测量信号部分以当所述系统处于所述操作模式时产生指示所述外部磁场的测量输出信号，且所述处理电路被进一步配置成处理所述复合信号的所述参考信号部分以当所述系统处于所述待用模式时产生指示所述参考磁场的参考输出信号。在一个或多个实施例中，所述磁感元件、所述磁场源、所述电源和所述处理电路实施于速度传感器系统内，且所述待用模式是所述速度传感器系统的停止模式，在所述停止模式中所述速度传感器系统检测到物体响应于不存在所述外部磁场而不能移动。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于在能够在操作模式和待用模式中的任一个中原位运作的系统的方法，所述系统包括磁感元件，所述方法包括：当所述系统处于所述操作模式和所述待用模式时均持续地对接近所述磁感元件的磁场源通电，所述磁场源提供可由所述磁感元件检测到的参考磁场；在所述磁感元件处检测外部磁场和所述参考磁场；产生具有参考信号部分和测量信号部分的复合信号，所述参考信号部分指示所述参考磁场且所述测量信号部分指示所述外部磁场；在处理电路处处理所述复合信号，以产生指示所述外部磁场的测量输出信号；在检核电路处检测检核参考信号部分，所述检核电路在多个测试点处与所述处理电路耦合；以及在所述检核电路处根据可在所述多个测试点中的每一个处检测到的所述检核参考信号部分确定所述系统的至少一部分的可操作性。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：将所述复合信号转换成数字化复合信号；在所述检核电路处对所述数字化复合信号进行滤波，以检测所述数字化复合信号中所述参考信号部分的数字化检核参考信号部分；以及当所述数字化检核参考信号部分在第一预期信号范围外时产生第一错误标记，所述第一错误标记指示所述系统的第一故障状况。在一个或多个实施例中，当所述数字化检核参考信号部分在所述第一预期信号范围内时，所述方法进一步包括：处理所述数字化复合信号以产生线性化复合信号；在所述检核电路处对所述线性化复合信号进行滤波，以检测所述线性化复合信号中所述参考信号部分的线性化检核参考信号部分；以及当所述线性化检核参考信号部分在第二预期信号范围外时产生第二错误标记，所述第二错误标记指示所述系统的第二故障状况。在一个或多个实施例中，当所述线性化检核参考信号部分在所述第二预期信号范围内时，所述方法进一步包括：对所述线性化复合信号进行滤波，以从所述线性化复合信号移除所述参考信号部分，以产生线性化测量信号部分；以及处理所述线性化测量信号部分，以产生指示所述外部磁场的所述测量输出信号。在一个或多个实施例中，所述方法进一步包括：确定所述测量输出信号指示不存在所述外部磁场；从所述线性化复合信号获得所述参考信号部分；处理所述参考信号部分以产生指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，其特征在于，包括：磁场感测元件，其被配置成检测外部磁场；磁场源，其接近所述磁场感测元件且被配置成提供可由所述磁感元件检测到的参考磁场，其中所述磁场感测元件被配置成产生复合信号，所述复合信号具有参考信号部分和测量信号部分，所述参考信号部分指示所述参考磁场且所述测量信号部分指示所述外部磁场；以及电源，其与所述磁场源耦合且被配置成提供通过所述磁场源的供应电流，以用于在所述系统处于操作模式时持续地生成所述参考磁场。

【技术特征摘要】
2018.05.01 US 15/967,8401.一种系统，其特征在于，包括：磁场感测元件，其被配置成检测外部磁场；磁场源，其接近所述磁场感测元件且被配置成提供可由所述磁感元件检测到的参考磁场，其中所述磁场感测元件被配置成产生复合信号，所述复合信号具有参考信号部分和测量信号部分，所述参考信号部分指示所述参考磁场且所述测量信号部分指示所述外部磁场；以及电源，其与所述磁场源耦合且被配置成提供通过所述磁场源的供应电流，以用于在所述系统处于操作模式时持续地生成所述参考磁场。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：处理电路，其与所述磁感元件耦合，所述处理电路被配置成处理所述复合信号以产生指示所述外部磁场的测量输出信号；以及检核电路，其在多个测试点处与所述处理电路耦合，所述检核电路被配置成检测所述多个测试点处的所述参考信号部分，并根据可在所述多个测试点中的每一个处检测到的所述参考信号部分确定所述系统的至少一部分的可操作性。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理电路包括第一滤波器元件，其被配置成从所述复合信号移除所述参考信号部分以从所述复合信号的所述测量信号部分产生所述测量输出信号。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述检核电路包括第二滤波器元件，其被配置成从所述复合信号移除所述测量信号部分以在确定所述系统的所述至少一部分的所述可操作性之前产生所述参考信号部分。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述处理电路包括模/数转换器(ADC)系统，所述ADC系统被配置成将所述复合信号转换成数字化复合信号；并且所述多个测试点包括第一测试点，所述第一测试点包括在所述ADC系统与所述检核电路之间的第一互连，其中所述检核电路被配置成检测所述数字化复合信号中所述参考信号部分的数字化检核参考信号部分，并当所述数字化检核参考信号部分在第一预期信号范围外时产生第一错误标记。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述ADC系统包括：三角积分ADC，其被配置成接收所述复合信号并将所述复合信号转换成数字化中间复合信号；以及抽取结构，其被配置成接收所述数字化中间复合信号并处理所述数字化中间复合信号以产生所述数字化复合信号，其中所述数字化检核参考信号部分在所述第一预期信号范围外的状况指示三角积分ADC故障和抽取结构故障中的一个。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理电路进一步包括：线性化电路，其被配置成响应于所述数字化复合信号而产生线性化复合信号；并且所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·迈尔，迈克尔·舍奈希，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL