[發明專利]傳感器飽和故障檢測

有效

• 申請號: 201910506585.7
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110595524B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: R·M·佩耶夫;S·G·蓋多夫
• 申請（專利權）人: 邁來芯保加利亞有限公司
• 主分類號: G01D18/00
• 分類號: G01D18/00;G01D5/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉;張鑫

發明所涉診斷方法包括：將第一放大輸入信號在第一時刻的當前值和第二放大輸入信號在第二時刻的當前值與信號比較器閾值比較并基于比較提供新輸出狀態；根據先前比較提供當前輸出狀態，基于當前輸出狀態確定預期新輸出狀態；若當前輸出狀態等于第一值且新輸出狀態不同于預期新輸出狀態，檢查第二放大輸入信號的當前值是否超過正信號放大器飽和閾值和/或第一放大輸入信號的當前值是否低于負信號放大器飽和閾值，若是則提供診斷信號，或：若當前輸出狀態等于第二值并且新輸出狀態不同于預期新輸出狀態，檢查第一放大輸入信號的當前值是否超過正信號放大器飽和閾值和/或第二放大輸入信號的當前值是否低于負信號放大器飽和閾值，若是則提供診斷信號。

技術領域

本發明總體上涉及集成式傳感器診斷結構、電路和方法的領域。

背景技術

傳感器被廣泛用于電子設備中以測量環境的屬性并報告測量到的傳感器值。具體而言，磁傳感器用于例如在諸如汽車之類的運輸系統中測量磁場。磁傳感器可以包含霍爾效應傳感器或磁阻材料，霍爾效應傳感器生成與施加的磁場成比例的輸出電壓，磁阻材料的電阻響應于外部磁場而改變。

在許多應用中，期望傳感器是小的并且與電子處理電路集成，以便減小總體傳感器尺寸并提供改進的測量和集成到外部電子系統中。例如，申請US2016/299200描述了一種用于測量磁場的霍爾效應磁傳感器，該霍爾效應磁傳感器包括在基板上的半導體材料中形成的集成電路，以及絕緣層和粘合層。

來自傳感器的測量會隨時間漂移，從而即使在暴露于相同的場時也提供不同的測量。例如，場測量會從期望的標稱值偏離，靈敏度可能變化，使得測量是期望值的倍數(大于或小于1)，或者這兩者。這種變化可能是環境條件(例如，溫度或濕度)或操作因素(諸如，振動或老化)變化的結果。此外，由于類似的原因，設備可能隨著時間而失效。此外，制造傳感器的材料可能具有影響磁傳感器的響應的精度、偏移偏置或對稱性的缺陷。

因此，重要的是要包括診斷能力，以檢測復雜的安全關鍵性系統(諸如，汽車系統)中的故障或失效，以便可以執行維修或者可以為任何故障或失效的設備提供替換。例如，US5,553,489描述了一種用于測量由多個傳感器提供的信號的行為的診斷系統，該診斷系統包括多個輸入過濾器，該多個輸入過濾器用于從多個傳感器接收信號并且用于提供各自從所接收的信號導出的多個經過濾的傳感器信號。多個經過濾的傳感器信號中的每一個的信號帶寬小于相關聯的所接收的信號的信號帶寬。選擇電路從多個傳感器中的每個傳感器接收信號中的每個信號，并且取決于選擇信號來提供從所接收的信號中的一個信號導出的所選擇的傳感器信號，其中，所選擇的傳感器信號具有比從所接收的信號中的該信號導出的經過濾的傳感器信號更大的帶寬。

在另一示例中，WO2015/038564描述了一種用于驗證來自霍爾效應傳感器系統中的磁霍爾效應傳感器的測量的方法。在此方法中，霍爾效應傳感器用具有第一值的激勵電流激勵。當霍爾效應傳感器用具有第一值的激勵電流激勵時，對應于霍爾效應傳感器的電壓輸出的第一測量被獲得。另外，霍爾效應傳感器用具有第二值的激勵電流激勵，該第二值不同于第一值。當霍爾效應傳感器用具有第二值的激勵電流激勵時，對應于霍爾效應傳感器的電壓輸出的第二測量被獲得。然后，至少基于第一測量和第二測量來驗證霍爾效應傳感器的操作。

在US2016/252599A1中描述了用于管理磁場傳感器中的診斷的另一種方法。該設計使用與磁場傳感器相關聯的、提供誤差信息的開關。具體而言，提供一種設備，該設備包括磁場傳感器、與磁場傳感器相關聯的多個開關、以及控制電路，該控制電路被配置為控制多個開關并且基于開關的操作來提供至少一個指示故障的信號。