电压-电阻电子硬件转换器的制作方法

1.本发明涉及电压-电阻(电压到电阻)转换。更具体地说，本发明涉及一 种电压-电阻电子转换器。


背景技术：

2.车辆等设备通常配备一系列传感器，以测量设备的各种操作方面或参数。 许多传感器都是基于电阻的传感器。基于电阻的传感器将与设备运行相关的 物理变化转化为传感器电阻的变化。例如，对于车辆而言，许多位置传感器 (如节气门位置传感器(tps))包括一个可变电阻器，其电阻随运动或位置 变化而变化。在车辆中，作为另一个示例，发动机冷却液温度(ect)传感器 和机油压力传感器具有可变电阻器，其电阻值分别反映测量的温度或机油压 力。
3.基于电阻的传感器的电阻变化通常作为电子控制单元(ecu)(也称为电 子控制模块(ecm))的输入，该单元控制设备的各种电气或机电系统。ecu 根据接收到的电阻值确定要采取的措施(如果有的话)。因此，传感器，例 如基于电阻的传感器，被用于许多设备控制策略中。


技术实现要素：

4.一个实施例涉及用于车辆中的电压-电阻转换的装置。该装置可以包括 耦合到第一多个电阻器的第一多路复用器、耦合到第二多个电阻器的第二多 路复用器以及通信地耦合到第一多路复用器和第二多路复用器的微控制器。 微控制器可以接收具有相应电压电平的输入信号。微控制器可以使用输入信 号的电压电平和查找表来确定指示第一多个电阻器中的第一电阻器的第一输 出信号和指示第二多个电阻器中的第二电阻器的第二输出信号。微控制器可 将第一输出信号馈送至第一多路复用器，并将第二输出信号馈送至第二多路 复用器。第一输出信号可使第一多路复用器激活第一电阻器，第二输出信号 可使第二多路复用器激活第二电阻器。第一电阻器和第二电阻器的激活可导 致装置的相应预定输出电阻。
5.在一些实施例中，第一电阻器和第二电阻器在激活时可以串联连接。在 一些实施例中，第一多路复用器可以包括第一多个输出端口，第二多路复用 器可以包括第二多个输出端口。第一多个输出端口的每个输出端口可以耦合 到第一多个电阻器的相应电阻器，第二多个输出端口的每个输出端口可以耦 合到第二多个电阻器的相应电阻器。在一些实施例中，微控制器可以包括耦 合到第一多路复用器的第一输出使能端口和耦合到第二多路复用器的第二输 出使能端口。微控制器可以包括耦合到第一多路复用器的第一多个输出选择 端口，用于将第一输出信号馈送到第一多路复用器，以及耦合到第二多路复 用器的第二多个输出选择端口，用于将第二输出信号馈送到第二多路复用器。
6.在一些实施例中，查找表可以包括多个电压状态和多个输出信号对。每 个输出信号对可以包括(i)用于馈送至第一多路复用器的第一信号，指示第 一多个电阻器中的相应
第一电阻器选择，以及(ii)用于馈送至第二多路复 用器的第二信号，指示第二多个电阻器中的相应第二电阻器选择。查找表可 以将多个电压状态的每个电压状态映射到多个输出信号对的对应输出信号对。 当多个输出信号对的每个输出信号对馈送到第一和第二多路复用器时，可导 致装置的多个预定输出电阻的对应输出电阻。在确定第一输出信号和第二输 出信号时，微控制器可以识别输入信号的电压电平所属的多个电压状态中的 第一电压状态，并在查找表中识别映射到第一电压状态的第一输出信号对， 第一输出信号对包括第一输出信号和第二输出信号。
7.在一些实施例中，输入信号可以是模拟输入信号，微控制器可以包括模 数转换器(adc)，以将模拟输入信号转换为数字输入信号。在一些实施例中， 该装置可以包括电源电路，以调节馈送到微控制器、第一多路复用器和第二 多路复用器的电源信号。
8.另一实施例涉及用于车辆的传感器系统。传感器系统可以包括被配置为 提供电信号作为输出的传感器，使得电信号的电压可以指示传感器测量的值。 传感器系统可以包括被配置为处理传感器测量值的控制器，以及布置在传感 器和控制器之间的电压-电阻转换电路。电压-电阻转换电路可以包括耦合到 第一多个电阻器的第一多路复用器、耦合到第二多个电阻器的第二多路复用 器，以及通信地耦合到第一多路复用器和第二多路复用器的微控制器。微控 制器可以从具有相应电压电平的传感器接收电信号。微控制器可以使用电信 号的电压电平和查找表来确定指示第一多个电阻器中的第一电阻器的第一输 出信号和指示第二多个电阻器中的第二电阻器的第二输出信号。
9.微控制器可将第一输出信号馈送至第一多路复用器，并将第二输出信号 馈送至第二多路复用器。
10.第一输出信号可使第一多路复用器激活第一电阻器，第二输出信号可使 第二多路复用器激活第二电阻器。第一电阻器和第二电阻器的激活可导致电 压-电阻转换电路的相应预定输出电阻。
11.另一个实施例涉及一种用于车辆中的电压-电阻转换的方法。该方法可 以包括电压-电阻转换电路，该电路从传感器接收具有指示由传感器测量的相 应值的相应电压电平的输入电信号。电压-电阻转换电路可以使用输入电信号 的电压电平和查找表来确定第一输出信号和第二输出信号。第一输出信号可 以指示耦合到第一多路复用器的第一多个电阻器中的第一电阻器，并且第二 输出信号可以指示耦合到第二多路复用器的第二多个电阻器中的第二电阻器。 电压-电阻转换电路可以向第一多路复用器提供第一输出信号，并向第二多路 复用器提供第二输出信号。
12.第一输出信号可使第一多路复用器激活第一电阻器，第二输出信号可使 第二多路复用器激活第二电阻器。
13.第一电阻器和第二电阻器的激活可导致电压-电阻转换电路的相应预定 输出电阻。
14.在一些实施例中，第一电阻器和第二电阻器在激活时可以串联连接。
15.在一些实施例中，第一多路复用器可以包括第一多个输出端口，第二多 路复用器可以包括第二多个输出端口。
16.第一多个输出端口的每个输出端口可以耦合到第一多个电阻器的相应 电阻器，第二多个输出端口的每个输出端口可以耦合到第二多个电阻器的相 应电阻器。
17.在一些实施例中，微控制器可以包括耦合到第一多路复用器的第一输出 使能端口和耦合到第二多路复用器的第二输出使能端口。
18.微控制器可以包括耦合到第一多路复用器的第一多个输出选择端口，用 于将第一输出信号馈送到第一多路复用器，以及耦合到第二多路复用器的第 二多个输出选择端口，用于将第二输出信号馈送到第二多路复用器。
19.在一些实施例中，向第一多路复用器提供第一输出信号可以包括经由耦 合到第一多路复用器的第一多条选择线的第一使能线提供第一输出信号。向 第二多路复用器提供第二输出信号可以包括经由耦合到第二多路复用器的第 二多条选择线的第二使能线提供第二输出信号。
20.在一些实施例中，查找表可以包括多个电压状态和多个输出信号对。
21.每个输出信号对可以包括(i)用于馈送至第一多路复用器的第一信号， 指示第一多个电阻器中的相应第一电阻器选择，以及(ii)用于馈送至第二 多路复用器的第二信号，指示第二多个电阻器中的相应第二电阻器选择。
22.查找表可以将多个电压状态的每个电压状态映射到多个输出信号对的 对应输出信号对。
23.当多个输出信号对的每个输出信号对馈送到第一和第二多路复用器时， 可导致装置的多个预定输出电阻的对应输出电阻。
24.在确定第一输出信号和第二输出信号时，微控制器可以识别输入信号的 电压电平所属的多个电压状态中的第一电压状态，并在查找表中识别映射到 第一电压状态的第一输出信号对，第一输出信号对包括第一输出信号和第二 输出信号。
25.在一些实施例中，输入信号可以是模拟输入信号，微控制器可以包括模 数转换器(adc)，以将模拟输入信号转换为数字输入信号。
26.在一些实施例中，该装置可以包括电源电路，以调节馈送到微控制器、 第一多路复用器和第二多路复用器的电源信号。
27.本发明内容仅供说明，无意以任何方式限制。本文所描述装置或方法的 其他方面、发明特征和优点将在本文所述的详细描述(结合附图)中变得清 楚，其中类似的附图标记指代类似的元件。
附图说明
28.图1是根据一个示例实施例，采用具有电压-电阻转换能力的传感器系 统的车辆的框图；
29.图2是根据一个示例实施例的电压-电阻转换器结构框图；
30.图3a和3b显示了根据一个示例实施例，与电源电路相关联的电压转换 器和电压调节器电路；
31.图4显示了根据一个示例实施例的电压-电阻转换器的微控制器电路示 意图；
32.图5显示了根据一个示例实施例的电压-电阻转换器的电阻器选择电路 的示意图；
33.图6显示了根据一个示例实施例，与电压-电阻转换器的电阻器选择电 路相对应的等效电路；
34.图7是根据一个示例实施例的电压-电阻转换方法的流程图；和
35.图8显示了根据一个示例实施例的图1车辆控制器的示意图。
具体实施方式
36.以下是与用于电压到电阻转换的方法、装置和系统及其应用相关的各种 概念和实现方式及其应用的更详细描述。在详细说明某些示例性实施例的附 图之前，应当理解，本公开不限于说明书中规定的或附图中说明的细节或方 法。还应理解的是，本说明书中使用的术语仅为描述之目的，不应被视为具 有限制性。
37.一般参考附图，本文公开的各种实施例涉及用于电压-电阻转换的系统、 装置和方法。具体而言，本文中所揭示的各种实施例涉及用于将传感器(例 如，汽车传感器)的电压输出转换成相应电阻的系统、装置和方法，所述电 阻用作到设备(例如，车辆)的电子控制单元(ecu)的输入。应当理解，虽 然本发明主要描述汽车/车辆应用，但本发明也适用于利用传感器输出电压到 电阻转换系统和方法的其他应用。
38.许多传统的汽车传感器是基于电阻(或基于电阻)的传感器，其提供可 变电阻作为指示测量物理参数(例如速度、位置或温度)的输出。ecu使用每 个传感器的输出可变电阻作为输入，以推断测量的物理参数。传感技术的进 步催生了新的基于电压的传感器，其中测量的物理参数用输出电压表示。然 而，这种新型传感器与现有ecu的输入接口不兼容，现有ecu的输入接口旨 在接收可变电阻，而不是可变电压。
39.这种不兼容性可以通过构建新的ecu来解决，ecu的输入接口配置为接 收可变电压作为输入。然而，即使重新设计ecu，也会对可使用的传感器类 型施加限制。具体来说，ecu的输入接口决定了可以使用的传感器类型。此 外，ecu的价格通常明显高于传感器的价格，许多制造商不愿意采用新的ecu。 例如，制造商不会或非常不愿意更换成本约为2000美元的控制板，以容纳 100美元的传感器。因此，由于传感器的输出接口与ecu或控制板的传感输 入接口不兼容，许多新的有源传感器可能不会在许多车辆中使用，这些传感 器可能比传统的基于电阻的传感器具有更好的精度。基于这些事实，需要一 种经济高效的技术解决方案，可以与新的有源传感器以及基于电阻的传感器 配合使用。
40.在本发明中，布置在ecu和基于电压的传感器之间的接口(也称为电压
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电阻转换系统或装置)的架构可以很好地满足现有控制器(或ecu)和新传 感器技术的服务需求。具体而言，接口设备可设计为将基于电压的传感器输 出的电压值(或电压电平)转换为可输入到现有ecu的相应电阻值。接口设 备的架构可以涉及多路复用器和多个电阻的使用。该体系结构允许选择可根 据预定义配置组合的电阻器子集，以提供准确或基本准确反映传感器测量的 物理参数的输出电阻。实验结果表明，电压-电阻转换精度相对较高(例如， 最大误差约为5％)。该体系结构可以提供1ω的输出分辨率。
41.在一些实施方案中，本文所述的电压-电阻转换装置可用作pso600板和 有源油压传感器之间的接口。pso600板有一个基于电阻的机油传感器接口， 而主动式机油压力传感器产生可变电压作为输出。因此，接口设备允许传统 控制器(例如pso600板)和主动式机油压力传感器之间的兼容性。
42.图1是根据示例性实施例的采用具有电压-电阻转换的传感器系统102 的车辆100的框图。车辆100可以包括公路车辆或越野车辆，包括但不限于 长途卡车、中程卡车(例如
皮卡车)、轿车、双门轿车、坦克、飞机、船只 等。然而，本文所述的系统也可以通过固定的设备件(如发电机或发电机组) 来实现。传感器系统102可以包括有源传感器104、电压-电阻转换器106和 控制器108。车辆100可以包括传感器系统102和车辆电池110等部件。
43.有源传感器104可包括油压传感器、冷却液温度传感器或油门位置传感 器等。有源传感器104可由车辆蓄电池110供电。可选地，有源传感器104 可以包括为有源传感器104供电的板上电源(例如，电池、超级电容器等)。 在一个实施例中，如图所示，有源传感器104可以是基于电压的传感器。具 体地说，有源传感器104可以生成反映测量的物理参数(例如机油压力、冷 却液温度、速度或油门位置等)的可变电压值(或电压电平)。在一个实施 例中，有源传感器104与控制器108不兼容。在这方面，缺乏兼容性表明控 制器108不能处理或解释传感器测量值。
44.控制器108可以被构造为一个或多个电子控制单元(ecu)。控制器104 可以包括一个或多个微处理器和存储器。在一个实施例中，控制器108可以 包括基于电阻的传感器接口，并且可以不被构造或设计为读取或接收作为输 入的电压值(或电压电平)。换句话说，将有源传感器104直接连接到控制 器108将导致控制器108无法读取或识别来自有源传感器104的输入值的故 障。此外，有源传感器104的输出电压如果直接馈送到控制器108，则可能 损坏控制器108。
45.电压-电阻转换装置106(在本文中也称为电压-电阻转换器或电压-电阻 转换电路106)布置在有源传感器104和控制器108之间。即，电压-电阻转 换装置106的输入接口耦合到有源传感器104的输出接口，并且电阻转换装 置106的输出接口耦合到控制器108的输入接口。电压-电阻转换装置106可 以被构造成将有源传感器104输出的电压转换为相应的电阻值。控制器108 使用相应的电阻值来确定由有源传感器104测量的物理参数(例如，压力、 温度、速度或位置等)的值。
46.现在参考图2，示出了根据示例性实施例的电压-电阻转换装置106的架 构的框图。电压-电阻转换装置106可以包括电源电路202、微控制器204和 电阻器选择电路206。电阻器选择电路206可以包括第一多路复用器208和 第二多路复用器210，其中每一个都耦合到相应的多个电阻器(图2中未示 出)。电阻器选择电路206可以经由多条选择线212和多条使能线214耦合 到微控制器204。电压-电阻转换装置106被构造成提供可变电阻216作为输 出。
47.电源电路202可以电耦合到车辆电池110。车辆电池110可以被构造为 各种不同的车辆电池类型(例如，铅酸电池、可充电电池等)。例如，电池 110可以包括六个串联连接的电池芯并提供约12伏(v)的输出电压，或者 可以包括十二个电池芯并提供约24伏的输出电压。电源电路202可以被构 造成调节电源信号，该电源信号被馈送或提供给微控制器204、多路复用器 208和210(或电阻器选择电路206)和/或有源传感器104的电源信号。具 体地说，电源电路202可以将从车辆电池110接收的dc电压转换为不同的 输出dc电压，例如5v输出电压和3.3v输出电压。电源电路202可以向有 源传感器104、微控制器204、模数转换器(adc)(图2中未示出)和/或电 阻器选择电路206提供电源或输出电压。adc可以集成到(即内置到)微控 制器204中，或者可以是电压-电阻转换电路106的单独组件。电源电路202 可被构造成提供一个或多个输出电压，其满足或基本满足电源电路202向其 供电的传感器或组件的输入要求。
48.根据相应的示例性实施例，图3a和图3b分别示出了电源电路202的电 压转换器电路300和电压调节器电路310的示意图。就此而言，电源电路202 可以包括电压转换器电路300和电压调节器电路310。
49.首先参考图3a，电压转换器电路300可以被构造成将来自车辆电池110 的输入电压转换为预定义的或预设的输出电压。在所示示例中，预定义的输 出电压为5v。在其他实施例中，可以利用不同的输出电压。转换器电路300 还包括电路节点302。电路节点302是电源电路202和/或电压转换器电路 300的输入节点(或输入电极)。这样，电路302可以耦合到车辆蓄电池110。
50.转换器电路300还包括电路节点304。电路节点304是电源电路202和 /或电压转换器电路300的输出节点(或输出电极)。电路节点304可以具有 各种量的输出电压，并且在该示例中约为5v(例如，5v
±
δ，其中δ在预定 义的误差容限内)。电路节点304可以耦合到有源传感器104、微控制器204 和/或电阻器选择电路206。电压转换器电路300可包括dc-dc开关稳压器 306，例如analog devices inc.公司的dc-dc开关稳压器lt8606imse#pbf， 其可接收高达42v的输入电压并产生1.8v至12v之间的输出电压。
51.现在参考图3b，电压调节器电路310可以被构造成将电压转换器电路 300的预设(例如5v)输出电压转换为预定义的输出电压。在所示示例中， 转换后的输出电压为或约为3.3v。电路节点312是电压调节器电路310的输 入节点(或输入电极)，并且可以耦合到电压转换器电路300的输出节点(或 输出电极)304。电路节点314是电压调节器电路310的输出节点(或输出电 极)，并且可以耦合到adc和/或其他组件或装置。电路节点314可以具有各 种预设或预定义电压的输出电压，并且在该示例中，其大约为3.3v(例如， 3.3v
±
δ，其中δ在预定义的误差容限内)。电压调节器电路310可包括线 性电压调节器316，例如德州仪器公司的线性电压调节器tps70933qdbvrq1， 其产生约3.3v的固定输出电压。
52.在一些实施例中，电压转换器电路300和/或电压调节器电路310可以 有不同的设计或构造。例如，可以使用其他类型的电压调节器(例如，代替 调节器306和/或316)。在一些实施方式中，电源电路202的输出电压可以 有不同的设置(例如，不同于5v和/或3.3v)，例如，基于经由电源电路202 供电的设备或电路的输入要求。在一些实施方式中，电源电路202可以包括 保护电路，以保护将被供电的设备或电路免受电源电路202的输出电压的任 何意外或不期望的波动的影响。
53.回到图2，微控制器204可以从有源传感器104接收指示传感器104测 量的物理参数值的输入模拟电压218。微控制器204可以包括内置在其中的 adc。adc对来自有源传感器104的输入模拟电压218进行采样，微控制器 204可以确定相应的电压值(或电压电平)。在一个实施例中，微控制器204 可以包括查找表(例如，存储在微控制器的存储器设备中并且可选择性地访 问)。查找表可以包括0和5v之间的多个电压状态。例如，查找表可以包括 n(例如，n＝64)个电压状态vk，其中1≤k≤n、vk在0到5v之间。每个 电压状态可以指示各自的电压间隔。例如，如果k》1，则电压状态vk可以指 示电压间隔(v
k-1
，vk)，并且电压状态v1可以指示电压间隔[0，v1]。查找 表可以包括n对信号(或数字对)，并且可以将每个电压状态或对应的电压 间隔映射到n对信号的对应信号对。每对信号可以包括(i)指示耦合到多路 复用器208的第一多个电阻器中的相应第一电阻器选择的对应第一信号，以 及(ii)用于馈送到第二多路复用器的对应第二信号，指示耦合到多路复用 器210的第二多个电阻器中的
相应第二电阻器选择。
[0054]
微控制器204可以基于从有源传感器104接收的输入模拟电压218的确 定电压值(或电压值)来确定电压状态(或电压间隔)。例如，微控制器2004 可以确定输入模拟电压218的电压值v对应于电压状态vk如果v∈(v
k-1
， vk]，或对应于电压状态v1，如果v∈[0，v1]。微控制器204可以使用查找表 确定与所确定的电压状态相对应(或映射)的信号对。微控制器204可以输 出用于馈送到多路复用器208的确定的信号对的第一信号(或数字)，并输 出用于馈送到多路复用器210的确定的信号对的第二信号(或数字)。应当 理解，在其他实施例中，可以使用算法或公式来代替查找表或作为查找表的 补充。
[0055]
现在参考图4，示出了根据一个示例实施例的微控制器204的电路400 的示意图。电路节点402a-402c可以耦合到电压调节器电路310的电路节点 314。电路节点404可以耦合到有源传感器104以接收输入电压218。电路组 件(例如，电阻器r24和r25以及电容器c15和c17)可用于有源传感器滤 波。在一个实施例中，输入电压218是输入模拟电压。
[0056]
微控制器204可以包括多个选择端口406a-406f，在本文中单独或统称 为选择端口406，以及多个使能端口408a-408b，在本文中单独或统称为使能 端口408。选择端口406可以经由选择线212耦合到电阻器选择电路206或 多路复用器208和210。使能端口408可以经由使能线214(例如，导线等) 耦合到电阻器选择电路206或多路复用器208和210。例如，选择端口的第 一子集，例如端口406a-406c，可以输出指示要馈送到多路复用器208的第 一电阻器选择的第一信号(或第一数字)的信息或数据(例如，多比特)。 选择端口的第二子集，例如端口406d-406f，可以输出指示要馈送到多路复 用器210的第二电阻器选择的第二信号(或第二数字)的信息或数据(例如， 多比特)。注意，具有l比特的选择信号可以允许在2l个电阻器中选择一个 电阻器。第一使能端口(例如，端口408a)可以输出第一使能信号(例如， 1比特信号)以使能多路复用器208，第二使能端口(例如，端口408b)可 以输出第二使能信号(例如，1比特信号)以使能多路复用器210。
[0057]
现在参考图5，示出了根据一个示例实施例的电压-电阻转换器106的电 阻器选择电路206的示意图。(多路复用器208和210的)电路节点502和 504都可以耦合到电压调节器电路310的电路节点314。多路复用器208可 以包括多个输入选择端口，例如端口506a-506c、使能端口508和多个输出 端口510。多路复用器208的输入选择端口506a-506c可以经由选择线的第 一子集耦合到微控制器204的输出选择端口406a-406c，并且多路复用器208 的输入使能端口508可以经由第一使能线耦合到微控制器204的输出使能端 口408a。
[0058]
多路复用器210可以包括多个输入选择端口，例如端口512a-512c、使 能端口514和多个输出端口516。多路复用器208的输入选择端口512a-512c 可以经由选择线的第一子集耦合到微控制器204的输出选择端口406d-40fc， 并且多路复用器208的输入使能端口514可以经由第一使能线耦合到微控制 器204的输出使能端口408b。
[0059]
多路复用器208的每个输出端口510可以耦合到电阻器r7、r9、r11、 r13、r15、r17、r19和r21中相应电阻器的第一端。电阻器r7、r9、r11、 r13、r15、r17、r19和r21的第二端可以耦合到单个(或公共)电路节点518。 多路复用器208可以使用经由输入选择端口506a-506c从微控制器204接收 的第一信号来识别和选择电阻器r7、r9、r11、r13、r15、r17、r19和r21 中的一个。例如，第一信号可以是3比特信号，其每个可能值指示电阻器r7、 r9、r11、r13、r15、r17、r19和r21中的对应电阻器。多路复用器208可 以将识别和/或选择的电阻器
连接到节点tp12 524，以作为电阻器选择电路 206的一部分。其余电阻器(或未选择的电阻器)可在多路复用器208内断 开。
[0060]
类似地，多路复用器210的每个输出端口516可以耦合到电阻器r6、 r8、r10、r12、r14、r16、r18和r20的相应电阻器的第一端。
[0061]
电阻器r6、r8、r10、r12、r14、r16、r18和r20的第二端可以耦合到 单个(或公共)电路节点520。
[0062]
多路复用器208可以使用经由输入选择端口512a-512c从微控制器204 接收的第一信号来识别和选择电阻器r6、r8、r10、r12、r14、r16、r18和 r20中的一个。例如，第一信号可以是预定义比特(例如，在本示例中为3比 特)信号，其中每个可能值指示电阻器r6、r8、r10、r12、r14、r16、r18和 r20中的对应电阻器。
[0063]
多路复用器210可以将识别和/或选择的电阻器连接到节点tp12 524， 以作为电阻器选择电路206的一部分。
[0064]
其余电阻器(或未选择的电阻器)可在多路复用器210内断开。
[0065]
节点522可以耦合到图4中的节点410(或与之相同)，该节点410耦 合到微控制器204。节点410或522中的fdbk_可用于读取输出电阻，电阻 器r22和r23可具有相对较高的电阻值，以避免浮动状态。参考图6，示出 了根据一个示例实施例的与电阻器选择电路206相对应的等效电路600的示 意图。分别由多路复用器208和210选择的电阻器可以串联布置在电阻器选 择电路206中。由微控制器204感知或馈送到微控制器204的电阻器选择电 路206的输出电阻可以是节点a和b之间的等效电路600的等效电阻。
[0066]
在一些实施例中，电阻器r7、r9、r11、r13、r15、r17、r19和r21的 电阻值可以分别等于或近似等于1ω、4.99ω、8.87ω、13ω、4.99ω、16.9 ω、21ω、24.8ω和26.7ω。电阻器r6、r8、r10、r12、r14、r16、r18和 r20的电阻值可分别等于0ω、31.6ω、63.4ω、95.3ω、127ω、160ω、21 ω、191ω和221ω。电阻器r6-r21的电阻值可具有预定义的误差容限，并 且在所描述的示例中，误差容限为0.5％。此外，多路复用器208和210的每 一个的内阻可引起大约另一量的误差(在所描绘的示例中，所引起的误差为 0.5％)。使用上述r6-r21的示例值，电阻器选择电路206的输出电阻可以在 26.3ω和246.8ω之间变化。通常，可以基于(例如，实现)电阻器选择电路 206的输出电阻的预定义(或期望)范围来选择电阻器r6-r21的值。
[0067]
现在参考图7，示出了根据一个示例实施例的用于电压-电阻转换的方法 700的流程图。方法700可以包括电压-电阻转换电路，例如电路106，从传 感器接收具有指示由传感器测量的相应物理参数值的相应电压电平的输入电 信号(步骤702)。方法700包括电压-电阻转换电路，使用输入电信号的电 压电平和查找表，确定指示耦合到第一多路复用器的第一多个电阻器中的第 一电阻器的第一输出信号和指示耦合到第二多路复用器的第二多个电阻器中 的第二电阻器的第二输出信号(步骤704)。方法700包括电压-电阻转换电 路，其向第一多路复用器提供第一输出信号以激活(或连接)第一电阻器， 并向第二多路复用器提供第二输出信号以激活(或连接)第一电阻器，其中， 第一电阻器和第二电阻器的激活导致与输入电信号对应的预定输出电阻(步 骤706)。
[0068]
方法700可以根据电压-电阻转换电路106和上文关于图1-6所述的相 关组件的操作和特征来执行。如本文所使用的，第一和第二电阻器的激活是 指连接由第一和第二输出
信号指示的电阻器，以有助于电阻器选择电路206 的最终输出电阻(其对应于从传感器接收的输入电信号或输入电压)。在一 些实施例中，电阻器选择电路206(或电压-电阻转换)可以包括m个多路复 用器，其中m个多路复用器≥2.在这种实施例中，查找表可以将每个电压状 态(或电压间隔)映射到m个输出信号的对应组合(或m个数字的组合)。 m个输出信号中的每一个可以馈送到m个多路复用器中的对应多路复用器， 并且可以指示在耦合到该多路复用器的多个电阻器中要激活的对应电阻器。
[0069]
基于上述电路的实验结果表明，电压-电阻转换误差在5％以内。应当理 解，本文中描述的各种电路可以有不同的设计或构造。例如，可以使用与上 述不同的电路组件(例如，电阻器、电容器或集成电路)。此外，本文的描 述主要集中于汽车应用，本文描述的实施例可应用于涉及电压-电阻转换的其 它应用。
[0070]
现在参考图8，示出了根据一个示例实施例的图1车辆100的控制器108 的示意图。如图8所示，控制器108可以包括具有处理器804和存储器装置 806的处理电路802、电阻检测电路808和通信接口810。控制器108可以被 构造成接收电阻的指示，例如电阻器选择电路206的输出电阻。控制器104 或电阻检测电路808可以基于接收到的指示检测电阻值。响应于检测电阻值， 控制器108(或处理器804)可以将检测到的电阻值映射到由有源传感器104 测量的物理参数的相应测量值，并向车辆100的仪表板或其显示器发送指示 物理参数测量值的警报或警告信号。映射可能基于查找表。
[0071]
在一种配置中，电阻检测电路808可以实现为可由处理器(例如处理器 204)执行的机器或计算机可读介质。如本文所述以及除其他用途外，机器可 读介质有助于执行某些操作以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质 可提供指令(例如命令)以获取数据。就此而言，机器可读介质可包括定义 数据获取(或数据传输)频率的可编程逻辑。计算机可读介质可以包括代码， 代码可以用包括但不限于java等的任何编程语言和任何常规程序编程语言 (例如“c”编程语言或类似编程语言)编写。计算机可读程序代码可以在一 个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过 任何类型的网络(例如，can总线)彼此耦合。
[0072]
在另一种配置中，电阻检测电路808可以实现为一个或多个电路组件， 包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感 器等。在一些实施例中，电阻检测电路808可以采用一个或多个模拟电路的 形式，电子电路(例如，集成电路(ic)、分立电路、片上系统(socs)电 路、微控制器)、电信电路、混合电路和任何其他类型的电路。就此而言， 电阻检测电路808可包括用于实现或促进实现本文所述操作的任何类型的组 件。例如，如本文所述的电路可以包括一个或多个晶体管、逻辑门(例如， nand、and、nor、or、xor、not、xnor)、电阻器、多路复用器、寄存器、 电容器、电感器、二极管、布线等)。电阻检测电路808还可以包括可编程 硬件设备，例如现场可编程门阵列(field programmable gate arrays)、可 编程阵列逻辑(programmable array logic)、可编程逻辑设备(programmablelogic devices)等。电阻检测电路808可以包括一个或多个存储设备，用于 存储可由电阻检测电路808的处理器执行的指令。一个或多个存储器设备和 处理器可以具有与下面关于存储器设备806和处理器804提供的相同的定义。 在一些硬件单元配置中，电阻检测电路808可以在地理上分散在车辆100中 的各个不同位置。可选地，如图所示，电阻检测电路808可包含在单个单元 /外壳中或其内，该单元/外壳被示为控制器108。
[0073]
在所示的示例中，控制器108包括具有处理器804和存储设备806的处 理电路802。处理电路802可以被构造或配置为执行或实现本文中描述的关 于电阻检测电路808的指令、命令和/或控制过程，或者执行存储在存储器设 备806中的指令。所描绘的配置将电阻检测电路808表示为机器或计算机可 读介质。然而，如上所述，由于本发明考虑了电阻检测电路808或其至少一 个组件被配置为硬件单元的其他实施例，因此该图示并不意味着限制。所有 这样的组合和变化都在本发明的范围内。
[0074]
处理器804可以由单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(dsp)、专 用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑器件、 离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实现或执行，这些组件 设计用于执行本文所述的功能。处理器可以是微处理器，也可以是任何常规 处理器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如dsp和微处 理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与dsp内核的结合，或者 任何其他这样的配置。在一些实施例中，一个或多个处理器可由多个电路共 享。可选地或另外，一个或多个处理器可以被构造成独立于一个或多个协处 理器执行或以其他方式执行某些操作。在其他示例实施例中，两个或多个处 理器可通过总线耦合，以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有 这些变化都在本发明的范围内。
[0075]
存储器装置806(例如，存储器、存储器单元、存储装置)可以包括一 个或多个用于存储数据和/或计算机代码的装置(例如，ram、rom、闪存、硬 盘存储器)，用于完成或促进本公开中描述的各种过程、层和模块。存储设 备806可以可通信地耦合到处理器804，以向处理器804提供计算机代码或 指令，以执行本文描述的至少一些过程。此外，存储设备806可以是或包括 有形的、非瞬时易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储设备806可以 包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件或用于支持本文所述的各种活动 和信息结构的任何其他类型的信息结构。
[0076]
通信接口810可以是使控制器108能够与车辆100中的其他设备或系统 通信的电路。例如，通信接口810可以从车辆100的各种传感器接收指示物 理参数测量的信号。通信接口810可以耦合到各种外部系统812。外部系统 812可包括传感器或车辆100的其他电气(或电子)部件。外部系统812可 包括车辆100的仪表板或相应显示器。外部系统812可以包括配置为启用或 禁用本文所述过程的车辆100的开关。
[0077]
通信接口810可以包括多个通信端口。例如，每个通信端口可以耦合到 多个外部系统812中的相应外部系统812。例如，通信接口810可以包括耦 合到车辆100的传感器的通信端口、耦合到仪表板(或各自的显示器)的通 信端口以及耦合到交换机的通信端口，该交换机被配置为启用或禁用本文所 述的过程。在一些实施例中，通信接口810可以包括耦合到所有外部系统812 的单个端口。
[0078]
就此而言，车辆100的部件可以使用任何类型和任何数量的有线或无线 连接彼此通信或与外部部件(例如，远程操作员)通信。经由通信接口810 的控制器108与车辆100的部件之间的通信可以是经由任何数量的有线或无 线连接(例如，ieee 802下的任何标准)。例如，有线连接可以包括串行电 缆、光纤电缆、cat5电缆或任何其他形式的有线连接。无线连接可以包括互 联网、wi-fi、蜂窝、无线电、蓝牙、zigbee等。在一个实施例中，控制器局 域网(can)总线提供信号、信息和/或数据的交换。can总线包括提供信号、 信息和/或数据交换的任何数量的有线和无线连接。can总线可以包括局域网 (lan)或广域网(wan)，或者
可以连接到外部计算机(例如，通过使用互 联网服务提供商的互联网)。
[0079]
外部系统812可以包括车辆100的仪表板或相应的显示设备。控制器 804可以发送指示由车辆100的有源传感器104提供的物理参数(例如，油 压、轮速、油门或温度)的测量的信号。该信号可指示物理参数的测量值、 指示某些部件故障或异常物理参数值的警报信号，或其组合。仪表板或相应 的显示设备可以显示指示物理参数值或潜在缺陷的视觉表示。
[0080]
耦合到控制器108的外部系统812可包括用于启用或禁用本文所述过程 的开关。在一些实施例中，开关可以通过与仪表板相关联的用户界面(ui) 启动，也可以实现为手动开关。该开关可允许车辆100的驾驶员控制何时启 用或禁用控制器执行的过程。在一些实施例中，开关可被配置为启用或禁用 有源传感器104或电压-电阻转换电路106、传感系统102或其组件。
[0081]
如本文所使用的，术语“大约”、“约”、“实质上”和类似术语旨在 具有广泛的含义，与本发明主题所属领域的普通技术人员的常见和公认用法 相一致。审查本发明的本领域技术人员应当理解，这些术语旨在允许说明书 在不将这些特征的范围限制在所提供的精确数值范围内的情况下，对所描述 和主张的某些特征进行了定义。因此，这些术语应被解释为表明，对所描述 和要求保护的主题进行的非实质性或无关紧要的修改或变更被视为在所附权 利要求书所述的公开范围内。
[0082]
应当注意，本文中用于描述各种实施例的术语“示例性”及其变体意在 指示这些实施例是可能的实施例的可能示例、表示或图示(并且这些术语并 不意在暗示这些实施例必然是特别的或最高级的示例)。
[0083]
本文使用的术语“耦合”及其变体是指两个成员直接或间接地相互连接。 这种连接可以是固定的(例如永久的或固定的)或可移动的(例如可移动的 或可释放的)。这种连接可以通过两个直接相互连接的构件、使用一个或多 个单独的中间构件相互连接的构件、或使用与两个构件中的一个整体形成为 单个整体的中间构件相互连接的构件来实现。如果“耦合”或其变体由附加 术语(例如，直接耦合)修改，则上述“耦合”的一般定义由附加术语的简 单语言含义修改(例如，“直接耦合”是指两个成员的连接，没有任何单独 的中间成员)，导致定义比上述“耦合”的一般定义更窄。这种耦合可以是 机械的、电气的或流体的。例如，可通信地“耦合”到电路b的电路a可表 示电路a直接与电路b通信(即，无中间物)或间接与电路b通信(例如， 通过一个或多个中间物)。
[0084]
本文中对元件位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”) 的引用仅用于描述图中各种元件的方向。应当注意，根据其他示例性实施例， 各种元件的方向可能不同，并且这些变化旨在被本发明所涵盖。
[0085]
具有特定功能的各种电路如图1、2和7所示。应该理解，控制器104可 以包括用于完成本文所述功能的任意数量的电路。例如，基于压力的孔检测 电路208的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。还可能包括 具有附加功能的附加电路。此外，控制器104可以进一步控制超出本公开范 围的其他活动。
[0086]
如上所述，在一种配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现，以便 由各种类型的处理器(例如图2的处理器204)执行。例如，可执行代码的 识别电路可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其例如可以被组 织为对象、过程或功能。然而，所识别电路的
可执行文件不需要在物理上位 于一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，当逻辑地连接在一起时， 这些指令构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的 电路可以是单个指令，也可以是多个指令，甚至可以分布在多个不同的代码 段、不同的程序之间以及多个存储设备之间。类似地，在此可在电路内识别 和说明操作数据，并可以任何适当形式体现和在任何适当类型的数据结构内 组织。操作数据可以作为单个数据集收集，或者可以分布在包括不同存储设 备在内的不同位置，并且可以至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存 在。
[0087]
虽然上文对术语“处理器”进行了简要定义，但术语“处理器”和“处 理电路”的含义是广义的。在这方面，如上所述，“处理器”可以被实现为 一个或多个特定于应用的集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、 数字信号处理器(dsp)或被构造成执行由存储器提供的指令的其他合适的电 子数据处理组件。一个或多个处理器可以采用单核处理器、多核处理器(例 如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等的形式。在一 些实施例中，一个或多个处理器可以在装置外部，例如，一个或多个处理器 可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。可选地或另外，一个或多个 处理器可以是装置的内部和/或本地处理器。就此而言，给定电路或其组件可 在本地(例如，作为本地服务器、本地计算系统等的一部分)或远程(例如， 作为远程服务器(例如，基于云的服务器)的一部分)布置。为此，本文所 述的“电路”可以包括分布在一个或多个位置上的组件。
[0088]
本发明范围内的实施例包括包含机器可读介质的程序产品，用于承载或 具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是可 由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问的任何可用介质。举例来 说，这种机器可读介质可以包括ram、rom、eprom、eeprom或其他光盘存储 器、磁盘存储器或其他磁存储设备，或任何其他介质，可用于以机器可执行 指令或数据结构的形式携带或存储所需的程序代码，并可由通用或专用计算 机或具有处理器的其他机器访问。上述组合也包括在机器可读介质的范围内。 例如，机器可执行指令包括使通用计算机、专用计算机或专用处理机执行特 定功能或一组功能的指令和数据。
[0089]
尽管本文中的图可以显示方法步骤的特定顺序和组成，但这些步骤的顺 序可能与所描述的不同。例如，两个或多个步骤可以同时执行或部分并发执 行。此外，一些作为离散步骤执行的方法步骤可以被组合，作为组合步骤执 行的步骤可以被分离为离散步骤，某些过程的顺序可以被颠倒或以其他方式 改变，并且离散过程的性质或数量可以被改变或改变。任何元件或装置的顺 序或顺序可根据替代实施例而改变或替换。所有这些修改意在包括在所附权 利要求中定义的本公开的范围内。这种变化将取决于选择的机器可读介质和 硬件系统，以及设计师的选择。所有此类变更均在本公开的范围内。
[0090]
前述说明书为了说明和说明的目的，已经给出了一系列实施例说明书. 本发明并非详尽无遗或仅限于所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进 行修改和变化，或者可以从本发明中获得修改和变化。选择和描述实施例是 为了解释本发明的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够利用各种实 施例并进行各种修改，以适合预期的特定用途。在不脱离如所附权利要求中 所表达的本发明的范围的情况下，可以在实施例的设计、操作条件和布置中 进行其他替换、修改、改变和省略。此外，一个实施例中公开的任何元件可 以与本文公开的任何其他实施例合并或使用。
[0091]
因此，本发明可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其他特定形式 体现。所描述的实施例将在所有方面仅被视为说明性的而非限制性的。因此， 本发明的范围由所附权利要求而不是前述权利要求指示说明书.在权利要 求同等含义和范围内的所有变更均应在其范围内进行。