使用安全机制的传感器系统的制作方法_3

文档序号:9686858阅读:来源:国知局
520可测量的属性生成第二模拟传感器信号。y传感器520也可以被配置成测量磁场、电压等。第二模拟节点532和y ADC 524接收第二模拟传感器信号。另外,y放大器642也接收第二模拟传感器信号并且放大该信号以生成第二数据106b。y ADC 524将第二模拟传感器信号转换成第二数字传感器信号,第一数字传感器信号被提供给第二数字节点536和数字信号处理器526。
[0063]y放大器642以所选择的增益放大信号,使得第二数据信号106b具有合适的功率。因此,第二数据信号106b由控制单元528接收。在没有放大的情况下,X传感器520的输出(第二模拟信号)可能太低而不能被正确地提供给控制单元。
[0064]数字信号处理器526接收第一数字传感器信号和第二数字传感器信号并且根据它们生成计算数据。计算数据包括例如基于第一数字传感器信号和第二数字传感器信号的角度计算。可以从数字信号处理器526向控制单元528提供计算数据和/或其他数据。
[0065]如以上所指出的,控制单元528分析数据106以标识故障、生成验证数据等。接口538耦合传感器部件516 (包括数字信号处理器526)和控制单元528。控制单元528在本示例中包括用于将原始数据106转换成数字格式的模数转换器。
[0066]图7是具有冗余路径并且提供数字形式数据的传感器系统700的图。系统700以简化格式被提供并且可以用在感测系统(诸如自动化系统等)中。可以将系统700制造成一个或多个设备。
[0067]系统700包括角度传感器部件516和控制单元528。角度传感器部件516向控制单元528提供数字格式的第一数据106a和第二数据106b。第二数据106b包括基于第一数据106a的冗余数据。控制单元528分析数据106 (106a和106b)并且可以基于分析来标识故障并且生成验证数据。控制单元528可以省略模数转换器,因为数据106以数字形式被提供。
[0068]传感器部件516包括X传感器或第一传感器518、y传感器或第二传感器520、x模数转换器(ADC) 522,y ADC 524、数字信号处理器526、x数字驱动器744和y数字驱动器746。X传感器518基于X传感器518可测量的属性生成第一模拟传感器信号。x ADC 522接收第一模拟传感器信号。x ADC 522将模拟信号转换成第一数字传感器信号,第一数字传感器信号被提供给第一数字节点534和数字信号处理器526。从此处,第一数字传感器信号被X驱动器744接收。
[0069]y传感器520基于y传感器520可测量的属性生成第二模拟传感器信号。y ADC524接收第二模拟传感器信号并且将第二模拟传感器信号转换成第二数字传感器信号,第一数字传感器信号然后被提供给第二数字节点536和数字信号处理器526。y驱动器746也接收第二数字传感器信号。
[0070]数字信号处理器526接收第一数字传感器信号和第二数字传感器信号并且根据它们生成计算数据。计算数据包括例如基于第一数字传感器信号和第二数字传感器信号的角度计算。可以从数字信号处理器526向控制单元528提供计算数据和/或其他数据。
[0071]X驱动器744发送第一数字传感器信号作为数字数据流形式的第一数据106a。类似地,y驱动器746发送第二数字传感器信号作为数字数据流形式的第二数据106b。应当理解,可以采用合适的机制发送数字传感器信号。
[0072]控制单元528被配置成使用合适的技术(诸如中断、计数器单元等)捕获数据106。控制单元528在本示例中使用捕获和比较单元(CXU)748将第一数据106a与第二数据106b相比较以便标识故障。
[0073]图8是在传感器部件中使用比较器的传感器系统800的图。比较器比较单独的数据并且生成比较信号。系统800以简化格式被提供并且可以用在感测系统(诸如自动化系统等)中。可以将系统800制造成一个或多个设备。
[0074]系统800包括角度传感器部件516和控制单元528。角度传感器部件516向控制单元528使用脉冲宽度调制作为第一数据106a和第二数据106b来提供比较信号。控制单元528解调并且分析数据106 (106a和106b)以基于分析来标识故障和生成验证数据。
[0075]传感器部件516包括X传感器或第一传感器518、y传感器或第二传感器520、x模数转换器(ADC)522、y ADC 524、数字信号处理器526、比较器848、x驱动器744和y驱动器746。X传感器518生成第一模拟传感器信号,y传感器520生成第二模拟传感器信号。第一模拟节点530和X ADC 522接收第一模拟传感器信号。另外,比较器848也接收第一模拟传感器信号。
[0076]第二模拟节点532和y ADC 524接收第二模拟传感器信号。y ADC 524将第二模拟传感器信号转换成第二数字传感器信号,第一数字传感器信号然后被提供给第二数字节点536和数字信号处理器526。比较器848也接收第二模拟传感器信号。
[0077]比较器848基于第一模拟传感器信号和第二模拟传感器信号以及斜坡信号来生成一个或多个比较信号。比较信号可以指示信号之间的变化或一致性。斜坡信号由斜坡生成器850提供。应当理解,备选变化包括根据第一数字传感器信号和第二数字传感器信号生成比较信号。
[0078]X驱动器744根据比较信号中的第一比较信号生成第一数据106a。在一个示例中,使用脉冲宽度调制生成第一数据106a。y驱动器746根据比较信号中的第二比较信号生成第二数据106b。在一个示例中,使用脉冲宽度调制生成第二数据106b。
[0079]如以上所指出的,控制单元528分析数据106以标识故障、生成验证数据等。接口538耦合传感器部件516 (包括数字信号处理器526)和控制单元528。控制单元528包括被配置成捕获和比较由数据106提供的比较信号的捕获和比较单元(CCU)748。
[0080]图9是用于在相同的操作周期内的多个传感器的验证的传感器系统900的图。系统900以简化形式被提供以便便利理解。系统900可以用在自动化系统、车辆系统等中。另夕卜,可以将系统900制造成一个或多个设备。
[0081]系统900包括多个传感器902、处理单元或处理器单元908、传感器特定数据存储装置910、通信接口 912和安全数据存储装置914。多个传感器包括多个类型的传感器并且分别被示出为902^9022,……和902N并且统称为902。传感器902包括各种类型的传感器,诸如霍尔传感器、压力传感器、温度传感器、应力传感器等。传感器902可以是传感器部件(诸如部件102)的一部分或者与其并存。传感器902根据时钟操作并且各自在时钟周期期间获得测量值或者样本。来自传感器902的样本称为传感器样本的集合。传感器样本的集合包括验证样本或数据。例如,可以使用第二温度传感器用于验证第一温度传感器。
[0082]处理器单元908包括处理单元、合成硬件、具有软件的控制器核等。处理器单元908获取当前时钟周期的传感器样本的集合并且将这些样本存储在传感器特定数据存储装置910中。另外,处理器单元908生成或采集基于传感器样本的计算。例如,可以根据一个或多个传感器样本确定电机轴的角位置。可以将计算复制为验证数据并且将其存储在安全数据存储装置914中作为验证计算。
[0083]通信接口 912被配置成向外部部件(诸如电子控制单元或验证部件(诸如控制单元108和验证部件104))提供传感器样本和计算(包括复制传感器样本和计算(背景数据))。数据和背景数据可以如以上图2、图3中所示以及在别处被提供。电子控制单元被配置成验证传感器样本和计算并且标识故障(如果存在)。在一个示例中,电子控制单元执行当前时钟周期的传感器样本和验证样本的逐比特比较。在另一示例中,电子控制单元执行计算和验证计算的逐比特比较。
[0084]图10是图示验证传感器数据的方法1000的流程图。方法1000使用单独的路径传达数据,该数据被分析以用于验证。
[0085]在块1002,生成第一传感器数据和第二传感器数据。第一传感器数据和第二传感器数据通常是由传感器基于属性的测量或检测提供的原始数据。传感器数据可以包括磁场、通量、电压、温度等信息。通常,第一传感器或传感器元件提供第一传感器数据,第二传感器或传感器元件提供第二传感器数据。
[0086]在块1004,至少部分基于第一传感器数据和/或第二传感器数据生成计算数据。在一个示例中,数字信号处理器(诸如DSP 526)生成计算数据。计算数据可以包括例如角度确
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