用于向控制单元提供错误信号的装置和方法与流程

本公开涉及一种用于向控制单元提供错误信号的装置和方法，并且特别地涉及用于将芯片内部故障信号化的故障指示。

背景技术：

在针对复杂车辆控制系统所设计的车轮速度传感器的领域中，一个重要的问题涉及对车轮速度传感器的内部功能的可靠控制。在汽车行业中，车轮速度传感器被用于abs(防锁死制动系统)、变速箱和传动应用，但是也用于间接轮胎压力监测系统(依赖于两个车轮之间的转速的偏差)。汽车行业中的要求近来已经增加，特别地，关于静电放电和电磁兼容性的鲁棒性已经增加。这进而意味着对可靠错误管理的增加的需求，而使得转速传感器能够可靠地且及时地向控制单元(例如汽车应用中使用的电子控制单元(ecu))指示内部故障或失灵。

技术实现要素：

根据一个实施例的装置用于向控制单元提供错误信号，错误信号指示传感器单元的内部失灵。该装置包括输入模块，其被配置为从传感器单元接收传感器信号，传感器信号是周期性信号。进一步地，该装置包括确定模块和输出模块，确定模块被配置为确定传感器单元或装置的内部失灵，输出模块被配置为向控制单元提供指示内部失灵的错误信号。错误信号包括预定水平的物理量，其不同于用于提供传感器信号的周期性信息的较上水平和较低水平。

根据另外的实施例，另外的装置用于向控制单元提供错误信号，错误信号指示传感器单元的失灵。该装置包括输入模块，其被配置为从传感器单元接收传感器信号，传感器信号是物理量的周期性信号。进一步地，该装置包括输出模块，其被配置为向控制单元提供指示失灵的错误信号。错误信号包括达到至少预定时间段的预定水平的物理量。

根据另外的实施例，一种装置包括用于从传感器单元接收传感器信号的部件，传感器信号是物理量中的波动信号的在较上水平与较低水平之间的周期性信号。进一步地，该装置包括用于确定传感器单元的失灵的部件和用于向控制单元提供错误信号的部件，错误信号指示传感器单元的失灵。错误信号包括达到预定时间段的预定水平的物理量，或者错误信号不同于较上水平和较低水平。

根据另外的实施例，一种方法包括从传感器单元接收传感器信号，传感器信号是物理量的在较上水平与较低水平之间的周期性信号。进一步地，该方法包括确定传感器单元的失灵并且向控制单元提供指示失灵的错误信号。错误信号包括与较上水平和较低水平不同的预定水平的物理量。

附图说明

以下将通过仅示例的方式并且关于附图来描述装置和/或方法的一些示例，在附图中：

图1a描绘了根据本公开的实施例的用于提供错误信号的装置；

图1b描绘了根据本公开的另外的实施例的用于提供另外的错误信号的另外的装置；

图1c描绘了根据本公开的另外的实施例的用于提供另外的错误信号的另外的装置；

图2描绘了用于使用错误指示线路来提供错误信号的装置；

图3a至图3c描绘了根据实施例的传感器信号，其具有指示传感器单元的失灵的故障反应信号；

图4a至图4c描绘了根据本公开的另外的实施例的传感器信号，其使用包括错误信号的脉宽调制协议；

图5a至图5f描绘了在传感器单元的不同失灵的情况下包括活动信号的传感器信号；

图6a至图6c描绘了根据本公开的另外的实施例的使用具有错误信号的幅度调制协议的传感器信号；

图7描绘了根据本公开的实施例的用于提供错误信号的方法的流程图；

图8示出了传感器设备的框图；

图9示出了传感器信号和通知信号的传输；以及

图10示出了用于向控制单元提供通知信号的方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更详细地描述各种实施例，附图中图示了一些实施例。在附图中，为了清楚，线条的粗细和/或区域可能被夸大。

因此，虽然示例能够有各种修改和替换形式，但是本文将详细描述附图中的说明性示例。然而，应当理解，不存在将示例限制到所公开的特定形式的意图，而是相反地，示例将覆盖落在本公开的范围内的所有修改、等价物和替换物。贯穿附图的描述，相似的标号指代相似或类似的元件。

将理解，当元件被称为“连接”或“耦合”到另一元件时，它可以直接连接或耦合到另一元件，或者可以存在中间元件。相对照地，当元件被称为“直接连接”或“直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用来描述元件之间的关系的其他词语应当以相似的方式被解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻”与“直接相邻”等)。

本文使用的术语仅用于描述说明性示例的目的并且不意图为是限制。如本文使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。将进一步理解，术语“包括”、“包括有”、“包括了”和/或“包括着”当在本文中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的群组的存在或添加。

除非另有定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与示例所属于的领域中的普通技术人员通常理解的相同含义。将进一步理解，术语(例如，在通常使用的字典中定义的那些术语)可以被解释为具有与它们在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且将不在理想化或过度正式的意义上被解释，除非本文明确地如此定义。

图1a描绘了根据实施例的用于向控制单元30提供错误信号105a的装置100。错误信号105指示传感器单元20的内部失灵。装置100包括用于从传感器单元20接收传感器信号115的输入模块110。装置100进一步包括确定模块120，其被配置为确定传感器单元20或装置100的内部失灵。装置100进一步包括输出模块130，其被配置为向控制单元30提供指示失灵的错误信号105。传感器信号115可以是周期性信号。进一步地，错误信号105包括预定水平的物理量(例如，电压或电流)，其不同于被用于提供传感器信号的周期性信息的(物理量的)较上水平和较低水平。

例如，传感器单元20(例如，磁场传感器、基于巨磁阻的传感器)可以向输入模块120a提供模拟周期性传感器信号(例如，通过传感器信号的幅度来指示磁场的大小)。

输入模块110(例如，模数转换器)可以处理传感器信号。例如，输入模块可以将模拟周期性信号转换成数字信号，和/或可以检测传感器信号115的过零。

确定模块120可以基于传感器信号115(例如，模拟周期性传感器信号)或输入单元110的输出信号(例如，数字周期性传感器信号)或从传感器信号导出的另一信号来确定传感器单元20或装置的失灵，以获得将由输出模块130提供的输出传感器信号(例如，提供传感器信号的周期性信息)。

确定模块120可以生成将由输出模块130提供的错误信号105，或者可以触发输出模块130生成错误信号105(例如，通过中断传感器信号的周期性信息或附加信息的传输并且提供错误信号)。

输出模块130提供错误信号105。进一步地，输出模块130可以提供指示传感器信号的周期性信息的输出传感器信号。

传感器信号的周期性信息可以由输出传感器信号内的物理量(例如，电流)的脉冲来表示。例如，输出传感器信号的电流在传感器信号包括预定义大小(例如，过零)时从较低水平上升到较上水平，并且在预定义的脉冲时间间隔之后下降回到较低水平。

在这里和以下实施例中，内部失灵可以涉及传感器单元20和/或装置100的任何内部错误。它例如可以涉及传感器的故障或数据处理中的错误。

图1b描绘了根据实施例的用于向控制单元30提供错误信号105a的装置100a。错误信号105a指示传感器单元20a的失灵。装置100a包括用于从传感器单元20接收传感器信号115a的输入模块110。装置100a进一步包括确定模块120a，其被配置为确定传感器单元20a的失灵。装置100a进一步包括输出模块130，其被配置为向控制单元30提供指示失灵的错误信号105a。传感器信号115a可以是物理量的较上水平(或较高水平或高水平)与较低水平(或低水平)之间的周期性信号，并且错误信号105a包括预定水平的物理量，其不同于较上水平和较低水平。

在这里和以下实施例中，失灵可以涉及传感器单元20和/或装置100a的任何内部错误。它例如可以涉及传感器的故障或数据处理中的错误或过热条件或其他失灵，其可能导致或可能不导致传感器单元20的不正确或至少不可靠的测量或对应信号的传输。此外，内部传感器存储器中的位错误可以是向控制单元30发信号通知的失灵。

物理量(例如，电流)的预定水平可以至少以第一偏移(例如，以较上水平的至少10％或至少20％)不同于较上水平，并且以至少第二偏移(例如，较低水平的至少10％或至少20％)不同于较低水平。第一偏移和第二偏移可以相等或可以不相等。

图1b描绘了根据实施例的用于向控制单元30提供另外的错误信号105b的另外的装置100b。另外的错误信号105b指示传感器单元20b和装置中的至少一个的失灵。装置100b包括用于从传感器单元20b接收传感器信号115b的输入模块110。传感器信号115b是物理量(例如，电流或电压)的周期性信号。装置100b可以可选地包括确定模块120b，其被配置为确定另外的传感器单元20b或装置的失灵。装置100b进一步包括输出模块130，其被配置为向控制单元30提供错误信号105b。错误信号115b包括(第一)预定时间段的物理量的(第一)预定水平。

装置100b例如通过提供(或传输)错误信号达到预定时间段而不同于装置100a。例如，该装置可以被配置为传输指示传感器单元的操作状态的活动信号序列。输出模块130可以被配置为传输另外的错误信号105b达到(第一)预定时间段，其长于活动信号序列中的两个后续活动信号。因此，预定时间段可以长于两个后续活动信号之间的时间段。作为结果，控制单元30可以被通知：尽管传感器单元20仍然活动，但是它未适当地运转。

另外的实施例涉及适用于装置100a和装置100b两者的限制，从而在下文中，仅在区别特征仅被添加到装置100a、100b中的一个的场合进行装置100a和装置100b之间的区分。因此，关于传感器单元20、确定单元130、传感器信号115和错误信号105所描述的所有进一步的限制可以按相同方式适用于传感器单元20b、确定单元120b、传感器信号115b和错误信号105b。此外，结合图3到图6来描述错误信号105a和错误信号105b的示例。

所确定的失灵可以涉及传感器单元20中可能发生的几种不同的失灵。因此，根据另外的实施例，失灵可以被包括在多个失灵中。确定模块120被配置为确定多个失灵中的不同失灵，并且输出模块130被配置为基于不同失灵从多个水平或时间中选择不同的预定水平或时间。输出模块130可以进一步被配置为在传感器信号115的周期性信息是在物理量的较上水平与较低水平之间波动的周期性信号的情况下，选择低于较低水平、或在较低水平与较上水平之间、或高于较上水平的预定水平。

失灵可以通过从传感器单元20接收的信号被发信号通知，或通过分析传感器信号115被导出，或它们的组合。

因此，在另外的实施例中，确定模块120被配置为通过分析从传感器单元20传输的传感器信号115来确定失灵。这个分析可以包括接收到的传感器信号115与预期的传感器信号的比较。例如，接收到的传感器信号可以具有信号的错误水平。此外，较上水平和较低水平可能不具有预期的值(例如，7ma和14ma)，或者边沿陡度可能不具有预期的值，或者信号不是以与预期的正常转速(但是不是其倍数)相关的有意义频率而是周期性的(取决于特定应用)。

例如，传感器信号和错误信号的周期性信息可以通过相同的传输线路(有线传输)或相同的传输信道(无线传输)来提供。例如，通过使用物理量的不同水平，尽管相同的传输线路或相同的传输信道可以被使用，但是错误信号可以被识别和/或与传感器信号区分开。

例如，确定模块可以确定传感器单元和装置中的至少一个的失灵用于提供错误信号。失灵可以是传感器单元和装置中的至少一个的内部失灵。传感器单元和装置中的至少一个的内部失灵在检测时可能对于控制单元是未知的。可选地，确定模块可以基于检测到的内部失灵来触发传感器单元和装置中的至少一个的重置、重启或重新校准。另外，如果传感器单元和装置中的至少一个的重置、重启或重新校准在内部被触发，则输出模块可以向控制单元提供通知信号。例如，通知信号可以包括至少第二预定时间段的第二预定水平的电压或电流(或者至少第二预定时间段的第一确定水平的电压或电流或者第一预定时间段的第二预定水平的电压或电流)以向控制单元通知传感器单元和装置中的至少一个的内部触发的重置、重启或重新校准。

例如，如果传感器单元和装置中的至少一个的重置、重启或重新校准被内部触发，则输出模块可以提供指示重置、重启或重新校准的通知信号达到比两个后续活动信号之间的时段长的时间段。例如，传感器信号、错误信号和通知信号的周期性信息可以通过相同的传输线路或相同的传输信道被提供。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。所提出的装置可以包括一个或多个可选的附加动作，其对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文或下文描述的一个或多个实施例。

图2描绘了装置100的另外的实施例，其与图1a、图1b和/或图1c中所描绘的实施例不同在于，可选的错误指示线路提供用于将指示信号122a、122b传输到确定模块120的附加信道。所有其他示出的组件与图1a、图1b和/或图1c中的相同。这里省略了对这些组件的重复描述。

在图2中示出的实施例中，确定模块120可以基于来自传感器单元20的接收到的指示信号来确定失灵。确定模块120可以转发传感器信号115，只要没有失灵被确定。然而，当传感器单元20传输指示错误或任何种类的失灵的错误指示信号时，确定模块120可以停止转发传感器信号115并且可以使得输出模块130输出错误信号105。

因此，在另外的实施例中，装置100可以可选地包括错误指示线路输入。传感器单元20被配置为通过经由可连接到错误指示线路输入的错误指示线路传输错误指示信号122来指示失灵，并且确定模块120被配置为从错误指示线路输入接收错误指示信号122并且基于接收到的错误指示信号122来确定失灵。

在另外的实施例中，错误指示信号可以不使用单独的线路被转发，而是可以通过与传感器信号115a、115b相同的线路(例如，在不同的信道上)被传输。

在又另一实施例中，传感器单元20还可以被配置为检测失灵并且如果失灵被检测到，传感器信号115的传输被停止并且替代地错误指示信号122a、122b通过相同线路或不同线路被传输。

输出模块130可以进一步被配置为仅在确定模块120已经确定传感器单元20的失灵的情况下输出错误信号105。如果没有失灵已经被确定，则确定模块120可以将传感器信号115转发到输出模块130，输出模块130将传感器信号115传输到控制单元30。因此，在另外的实施例中，确定模块120进一步被配置为接收并且将传感器信号115转发到输出模块130，用于在没有失灵被确定时向控制单元30提供传感器信号115。

例如，与上文或下文描述的一个或多个实施例相对应的用于向控制单元提供错误信号的装置、以及向装置提供传感器信号和/或错误信号以向控制单元提供错误信号的传感器单元可以被实施在相同的半导体管芯上。控制单元可以是耦合(有线地或无线地)到装置用于向控制单元提供错误信号的外部电气单元(例如，在汽车应用中使用的电子控制单元(ecu)、微控制器或处理器)。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。所提出的装置可以包括一个或多个可选的附加动作，其对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文或下文描述的一个或多个实施例。

另外的实施例还可以涉及像例如车轮速度传感器的系统。这样的传感器可以使用在abs(防锁死制动系统)和齿轮传动应用中，特别是在这些系统关于内部失灵或故障仅提供不足反馈的情况下。

因此，另外的实施例定义了用于检测轮速的系统。该系统可以包括装置100a、100b、传感器单元或检测器单元和传输单元。传感器单元被配置为生成指示关于轮速的信息的传感器信号。进一步地，传输单元被配置为向装置100传输指示检测到的轮速的传感器信号115。

该系统可以可选地包括具有周期性磁极结构的轮，从而轮的旋转通过周期性磁场是可检测的。周期性磁极沿着轮的圆周被布置，由此当轮旋转时从磁场的周期性变化生成周期性电信号。

例如，由装置100a、100b生成的错误信号可以指示系统内部失灵。系统内部失灵可能是在装置100a、100b、传感器单元或传输单元之内发生的错误。

可选地，该系统可以进一步包括控制单元30，或者控制单元30可以是耦合到该系统的外部单元。

此外，在该系统中，传输单元可以可选地被配置为使用协议对传感器信号中的信息进行编码。该协议可以使用脉宽调制或幅度调制。该信息可以指示轮速和以下中的至少一个：旋转感测、检测器中的气隙信息、指示传感器的操作状态的另外的信息。在这些系统中，集成的有源磁场传感器可以基于霍尔(hall)技术被用于轮速应用，以测量杆轮(polewheel)或铁磁有齿轮(ferromagnetic-toothedwheel)的速度。它可以具有使用特定协议用于通信的两个接线电流接口。

因此，实施例可以使用如下的转速传感器，它们采用用于提交另外的信息的协议。这种另外的信息可以例如包括轮速信息、可选的旋转方向信息、芯片内部状况信息、或错误指示。该协议可以利用在低水平电流(例如，基本上7ma)与高水平电流(例如，基本上14ma)之间波动的信号(例如，电流信号)来传输转速。此外，可以使用具有附加输出引脚的开放漏极(opendrain)协议。在这里和下文中，所提到的值可以在±10％或±50％的范围内不同。

传感器信号115可以将轮速信息编码在实施输出协议的周期性传感器信号115的频率中。旋转感测可以被编码在信号的宽度中(例如，使用脉宽调制)或信号的幅度中(例如，使用幅度调制协议)。因此，变得有可能向控制单元30(ecu)传输增强型传感器信息，其指示转速传感器的失灵以确保安全的操作状态。这样的故障指示状态或安全状态符合于相应的要求。作为结果，除了外部错误之外，传感器的内部失灵也可以从外部被注意到，这在汽车标准中是合意的以提供e/e系统(电气和电子系统)的高水平的功能安全性。

在一些错误指示装置中，错误信号包括与传输转速信息的协议中的较低水平或较高水平相同的水平。然而，输出具有与所使用的较低水平和较高水平不同的水平的错误信号，可以改进错误检测和错误信令的可靠性。例如，当使用具有等于较低水平或较高水平的水平的恒定电流信号时，这可能与车轮的静止状态(例如，在abs应用中)不可区分。此外，例如归因于不足的电源或任何其他错误，系统可能无法供应具有较低水平或较高水平电流(像例如，7ma或14ma)的信号，而是将生成偏移。根据实施例，车轮的停顿也可以由可以对应于最新磁场的恒定电流水平来指示。因此，在错误的情况下，可以变为不可能向控制单元30指示安全操作状态。因此，如果仅低水平和/或高水平被用于错误信号化，则当前车辆要求所需要的安全状态可能不总是被唯一地信号化。

在以下实施例中，描述了错误信号，其中采用(电)电流信号用于发信号通知失灵并且用于传输传感器信号。因此，前面提到的物理量(参见图1a、图1b、图1c和图2)在以下实施例中为电流。然而，本发明不限于此。在另外的实施例中，可以使用其他信号对传感器信号或错误信号进行编码(例如，电压或频率)。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。所提出的装置可以包括一个或多个可选的附加动作，其对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文或下文描述的一个或多个实施例。

图3a至图3b描绘了一种实施例，其中错误信号105可以包括指示内部状况信息(例如，与错误相关)的不同水平。错误信号115因此是具有恒定电流ifr的故障反应信号。

图3a将传感器信号310a、310b示出为传感器电流is，其在第一时间t1与第二时间t2之间由错误信号115中断，即传感器信号310的第一部分310a在第一时间t1之前被传输并且传感器信号310的第二部分310b在第二时间t2之后被传输。在正常操作期间，这一实施例中的传感器信号310a、310b是在高电流水平i高与低电流值i低之间波动的周期性信号。这一周期性信号310a、310b的频率可以与旋转轮的转速相关。如果传感器单元20中发生内部失灵或故障(例如，在第一时间t1)，则装置100可以传输具有预定水平ifr(fr＝故障反应)的错误信号105。

在本实施例中，错误信号105的预定水平ifr低于较低水平i低。这一信号被传输到控制单元30以指示传感器或传感器单元中已经发生错误。取决于特定实施方式，预定水平ifr也可以具有0ma(无电流)。

在第二时间t2，传感器单元20可以恢复正常操作并且规律的传感器信号310b可以被再次传输。因此，只要失灵存在，错误信号105可以被传输。在另外的实施例中，错误信号105可以被重复地传输以指示传感器单元20表现出失灵。如果失灵只是较小的，则可以使用后一种情况，从而例如转速的继续传输可以是合意的。

图3b描绘了一种实施例，其中预定水平ifr不低于较低水平i低而是在较低水平i低与较高水平i高之间。再次，失灵可以发生在第一时间t1并且持续例如一段时间，直到传感器可以恢复正常操作的第二时间t2。作为结果，从第二时间t2开始，传感器信号310b作为具有指示轮的示例性旋转的频率的在高水平i高与低水平i低之间波动的正常周期性信号而再次被传输。

图3c是另外的实施例，其中预定水平ifr高于高水平i高。再次，所有其他特征与图3a和图3b中所描绘的示例中相同并且这里省略重复。

图3a至图3c中所描绘的实施例通过相应地选择预定电流水平ifr而进一步允许指示至少三种不同的错误变体的可能性。例如，第一错误可以利用低于低水平i低预定电流水平ifr来指示，第二错误可以利用低水平与高水平之间的预定电流水平ifr来指示，并且第三错误可以利用高于高水平的预定电流水平ifr来指示。通过选择不同的预定水平ifr，低水平和高水平的任何错误检测可以被避免并且控制单元30可以清楚地检测各种错误。

图4a至图4c描绘了另外的实施例，它们与图3a到图3c中示出的实施例类似，但是不同仅在于传感器信号410a、410b再次包括在第一时间t1之前传输的第一部分410a和在第二时间t2之后传输的第二部分410b。再次，在正常操作期间，传感器20传输在高水平i高与低水平i低之间波动的周期性电流信号is。然而，这一实施例采用脉宽调制协议。改变信号的脉冲宽度可以将另外的内部状况信息信号化。再次，如图3a至图3c中的示例中那样，频率可以对轮的转速进行编码。此外，另外的信息(像例如旋转方向)可以通过每个脉冲的宽度来指示。

错误或失灵可能再次发生在第一时间t1到第二时间t2之间。作为结果，输出模块130可以通过传输具有恒定电流水平ifr的错误信号105来指示这一失灵，恒定电流水平ifr不同于高电流水平i高和低电流水平i低。

图4a描绘了错误信号105具有低于低水平i低的预定电流水平ifr的可能性，而图4b描绘了预定水平ifr在高水平i高与低水平i低之间的可能性。最后，图4c描绘了预定水平ifr高于高水平i高的示例。再次，图4a中示出的预定水平ifr也可以包括零值(例如，0ma)，并且可以例如指示脱离的接合线或电压供应中的任何其他故障。

再次，不同的电流水平可以用来将传感器单元20内的不同错误或失灵信号化，以使得控制单元30可以从错误信号105的水平导出错误的类型。

使用预定水平(例如，第三电流水平)的限制可以取决于传感器的协议的变体。另外的实施例还涉及传感器单元20向控制单元30传输活动信号。活动信号可以在规律的时段中被传输以向控制单元30发信号通知传感器单元20仍然活动，即使在轮停顿的情况下。因此，从非旋转的轮，控制单元30可能不会推断传感器单元20失灵。

因此，如果检测到轮的停顿，停顿协议可以被激活，则具有预定周期(例如，100、150或200ms或任何其他所选择的时间段)的周期性信号被传输。在另外的实施例中，周期性信号总是被传输，只要传感器单元20处于操作状态(即，活动)。因此，控制单元30至少预期到这一(幅度调制)信号并且如果控制单元30没有从传感器20接收到这一活动信号，则控制单元30可以检测到错误。因此，根据实施例，装置100可以通过传输比预定时段长的错误信号105来发信号通知失灵。错误信号105的预定水平可以等于较低水平或较高水平(例如，等于7ma或14ma)，但是也可以不同(例如，如图3至图4中描绘的)。

因此，实施例不限于通过传输特定的与较上水平和较低水平可区分的电流水平的恒定电流信号来指示错误的装置，而是也可以独立于被用于指示轮的旋转的电流水平来传输任何恒定电流。这一电流可以被传输或可以不被传输达到预定时间段以指示失灵。

这种发信号通知错误的方式可以允许机械故障(像例如脱离的接合线)也可以清楚地被识别。脱离的接合线可能必然导致不可预测(例如，0ma)的电流信号。因此，根据另外的实施例，如果控制单元30检测到恒定电流值达到预定时间段(例如，长于100ms、150ms、200ms或任何其他特定时段)，则控制单元30将把这一信号识别为传感器单元20的失灵或故障的指示。一方面，脱离的接合线是失灵的一个特定示例。传感器可能无法传输(例如，基本上为3.5ma的)错误电流。因此，不传输信号(或零电流)可以发信号通知这一错误。

图5a至图5d描绘了使用脉宽协议和活动信号的转速传感器的示例。

图5a示出了这样的传感器中的磁场的变化。磁场的任何变化可以指示磁轮的旋转，从而轮从时间t1到t2正旋转，而从第二时间t2开始轮减速并且在第三时间t3处于停顿。

这一正常操作的传感器信号115在图5b中指示。传感器信号115再次是被传输到控制单元30的在高水平i高与低水平i低之间波动的电流信号is。速度脉冲510在第一时间t1和第二速度t2处被生成，其中磁场b过零。在第二时间t2之后，没有另外的过零并且因此没有另外的速度脉冲被传输。

转速传感器可以基于附接到轮的磁体目标轮的差分磁场来测量转速。它们可以生成输出信号，输出信号表示这些对象的运动。另外，旋转目标轮的旋转方向和磁信号的质量(强度)可以被检测。因此，轮的旋转可以由产生具有周期性过零的波动磁场的周期性交变极来指示。磁场的任何过零可以用来传输速度脉冲510。如果磁场未表现出过零，则没有速度脉冲510被传输。在第二时间t2，最后的速度脉冲被生成。这将指示轮不再旋转。

另外，如图5b中描绘的，以预定的时间间隔530，指示传感器仍在操作的活动信号520被传输，即使轮不再旋转。例如，时间间隔530可以是预定长度的周期性间隔。速度脉冲510的结束与传输活动信号520的时间之间的预定长度可以是像例如150ms(或100ms或200ms)的任何特定时间段。

此外，如果速度脉冲510例如由于轮的停顿而未被传输，则时间间隔530也可以在两个活动信号520之间被测量(参见图5b中的最后三个活动信号520)。作为结果，如果控制单元30未接收到信号达到长于时间间隔530，则传感器单元20可能不是活动的，即错误已经发生。

在另外的实施例中，无论速度脉冲510是否被传输，活动信号520可以被传输。在这一实施例中，后续脉冲之间的间隔可以不同，即，如果速度脉冲510被传输，则时间间隔530与没有速度脉冲510被传输的情况相比较是较短的。

图5c指示了例如在第一故障时间550附近发生的在脱离的接合线中失灵的发生。脱离的接合线可能导致电流信号的快速下降(零电流)。在这种情况下，活动信号不再能够被传输。因此，预期的活动信号在时间540缺失。控制单元30可以从信号的不存在达到等待时段532而推断电源或接合线已经脱离并且将其解释为严重错误。

图5d描绘了传感器单元20正确操作直到第二故障时间560的实施例。在这个时间之前，传感器处于正常操作，每次磁场被反转(过零)时传输速度脉冲510，并且活动信号520例如在每个速度脉冲510结束之后每150ms被传输。

在第二故障时间560，错误发生，像例如当前驱动器的持续失灵。这一错误可以由在第二故障时间560开始的恒定高水平错误电流来指示。再次，没有活动信号可以被传输(或将由控制单元30检测)，因为电流输出恒定地处于高水平。控制单元30可以将达到至少第二等待时段533的高水平信号(即，持续的高水平信号而不是脉冲)解释为传感器中的错误。

图5c和图5d中描绘的两个示例可以与图5b中描绘的正确操作的传感器(其中只有轮的停顿已经发生，因为活动信号520仍然正确地被传输)清楚地区分开。从图5c和图5d中的活动信号520的不存在，控制单元30可以导出两种不同种类的错误：电源错误和电流驱动器中的错误。

图5e描绘了传感器单元20正确地操作直到在时间t2的第二速度脉冲的实施例。之后，没有活动信号被传输(或将由控制单元30检测)，因为电流输出恒定地处于低水平i低。因此，在时间540的预期的活动信号缺失。控制单元30可以检测传感器在时间540没有发送脉冲。

图5f描绘了传感器单元20正确地操作直到在时间t2的第二速度脉冲的实施例。装置检测内部错误并且发送具有不同(即较长)脉冲长度的脉冲511(而不是正常速度脉冲)，其向ecu(引擎控制单元)或tcu(传输控制单元)通知传感器开始重新初始化(例如，重置、重启或重新校准)。在传感器的重新初始化期间，没有活动信号被发送并且ecu或tcu(下文称为cu)不检查缺失的活动信号(例如，在图5d中的时间540)。在重新初始化之后，例如，传感器再次开始发送速度脉冲和活动信号，直到错误发生并且传感器故障可以在图5f中的时间540被检测到。

例如，传感器可能想要执行内部重置/重新校准来修理内部错误。如果传感器这样做，则其他cu将会把它检测为保存状态(例如，因为传感器在重置/重新校准期间将会提供恒定的电流水平)。可以提出，传感器输出预定义的脉冲长度(例如，如图5f中那样)。以这种方式，传感器可以向cu通知传感器执行所意图的重置/重新校准，并且因此将不提供脉冲达到特定时间。例如，传感器将会从cu注销并且cu将会知道没有其他脉冲被预期(达到特定时间)。

图5f可以是传感器在时间t2向cu通知传感器现在想要重置/重新校准的信号过程的示例。传感器从cu登出。在时间t4之后，传感器脉冲突然停止。cu检测到这不是预期的脉冲丢失。以这种方式，cu可以对时间t2和时间t4处的事件不同地做出反应。

结合图5a至图5f描述的实施例可以与结合图3a至图4c描述的实施例进行组合，从而许多不同的失灵可以正确地被发信号通知。

图6a至图6c描绘了另外的实施例，具有包括在第一时间t1之前传输的第一部分610a和在第二时间t2之后传输的第二部分610b的周期性传感器信号610a、610b。在正常操作期间，直到第一时间t1，周期性信号被传输。这一实施例中的传感器信号610使用幅度调制协议。因此，除了频率信息(对应于轮速)之外，另外的信息也可以通过选择不同的幅度值被传输。

在图6a中描绘的示例中，在第一部分610a中，第一脉冲611a具有从低水平il延伸到高水平ih的幅度值。在传输这个高水平脉冲611a之后，低水平脉冲612a被传输。传感器信号610在低水平il与中间水平im之间周期性地波动。因此，第一脉冲611a高于低水平脉冲612a。这些脉冲在传感器信号610的第二部分610b中重复，即再次，第一高水平脉冲611b由低水平脉冲612b的序列所跟随。

在这种协议中，轮的频率或转速可以由具有高水平ih的周期性脉冲611a、611b的频率来指示。在每个高水平脉冲(例如，指示由传感器单元检测到的磁场的过零)之后，附加信息可以通过低水平脉冲612a、612b被传输。例如，曼彻斯特码可以被用于传输附加数据(例如，幅度信息、错误信息、旋转方向)。

再次，在这一实施例中，错误已经在第一时间t1与第二时间t2之间发生并且响应于此错误信号105被传输。错误信号可以在附加数据的传输之后被传输(如图6a中所示出)，或者可以在附加数据的传输之前或期间已经开始。此后，失灵可能被克服或可能没有被克服，但是传感器信号610如上文描述的恢复正常的信令。

在这一实施例中，错误信号105的预定水平ifr可以低于如图6a中示出的低水平。图6b描绘了另外的示例，其中预定水平ifr在低水平il与中间水平im之间，并且图6c描绘了一种示例，其中预定水平ifr在中间水平im与高水平ih之间。在另外的实施例中，预定水平ifr甚至可以高于高水平ih。

因此，各种错误可以通过选择恒定电流错误信号的不同的预定水平ifr来指示。

错误信号105也可以是指示传感器的任何失灵的安全消息的一部分，并且可以仅在第一时间t1与第二时间t2之间的预定时间段内被传输。进一步可能的是，将来自传感器20的任何安全相关信息传输到控制单元30，以使得控制单元30可以对这一失灵进行响应。例如，第一时间t1和/或第二时间t2也可以是预定的，以使得仅是所指示(恒定)的水平可以用来传输安全相关信息，而无需精确地识别失灵发生的时刻。

总之，不同的错误或失灵可以由不同的电流水平来指示。例如，“开路”或“短路”接触可以通过0ma的电流或最大规定电流而被信号化。所有其他错误可以由电流信号的相应水平来指示。在另外的实施例中，任何物理量可以用来将错误信号化，而不是必然具有电流值。然而，如果轮的旋转通过使用磁感应来检测，则感应的电流可以用作传感器信号115，从而电流信号也可以被用于发信号通知错误。根据本公开，也有可能的是传输传感器20的内部错误和失灵，它们不是必然与外部错误(例如，外部供应电压的下降)相关。通过传输恒定电流值，控制单元30将接收指示错误发生的信息并且可以对其做出反应。实施例可以涉及不传输活动信号的协议(参见图3a至图3c和图4a至图4c)，但是也涉及传输活动信号的协议(反之参见图5和图6)。

通过可靠地发信号通知内部错误(以及类型)，所谓的安全机制可以检测失灵并且对其做出反应。例如，第三恒定电流信号可以包括与周期性电流强度不同的电流强度，其用来发信号通知轮的旋转。例如，电流信号可以包括1ma与6ma之间或者基本上为3.5ma或2ma或4ma(或在8ma与13ma之间或者基本上为8ma或10.5ma或12ma)的电流水平。由于第三电流水平可以不同于较上水平和较低水平，所以变得有可能通过识别与较上水平和较低水平充分不同的第三电流信号来清楚地检测失灵。例如，如果较上水平为14ma并且较低水平为7ma，则第三电流水平可以为7ma或14ma的±20％。

在另外的实施例中，传感器信号是在较上水平与较低水平之间波动的周期性信号。较上水平基本上为14ma并且较低水平基本上为7ma。物理量可以是电流信号或电压信号或适合于向控制单元30传输信息的任何其他电信号。

另外的示例涉及用于向控制单元30提供错误信号的方法。

图7描绘了与根据实施例的方法相关的流程图。方法110包括：从传感器单元接收s112传感器信号，传感器信号是物理量的在较上水平与较低水平之间的周期性信号；确定s114传感器单元的失灵；以及向控制单元提供s116指示失灵的错误信号。错误信号包括与较上水平和较低水平不同的预定水平的物理量。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。该方法可以包括一个或多个可选的附加动作，它们对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文或下文所描述的一个或多个实施例。

图8示出了根据实施例的用于向控制单元提供通知信号的传感器设备的框图。传感器设备800包括传感器单元20和内部控制模块820，传感器单元20被配置为生成作为物理量的周期性信号的传感器信号，内部控制模块820被配置为确定传感器设备的内部失灵。传感器设备的内部失灵在检测时对于控制单元30是未知的。进一步地，内部控制模块820被配置为基于检测到的内部失灵来触发传感器设备800的重置、重启或重新校准。另外，内部控制模块820被配置为在传感器设备800的重置、重启或重新校准被内部触发的情况下触发通知信号到控制单元30的传输。进一步地，传感器设备800包括输出模块830，其被配置为在由内部控制模块820触发的情况下向控制单元30提供通知信号。通知信号包括达到预定时间段的预定水平的电压或电流，以在重置、重启或重新校准期间向控制单元30通知传感器设备800的内部触发的重置、重启或重新校准。

通过向控制单元发送传感器设备的内部触发的重置、重启或重新校准的通知，控制单元变得意识到重置、重启或重新校准并且可以避免由于缺失来自传感器设备的信号而触发安全措施。替代通过外部控制单元触发重置、重启或重新校准，例如，重置、重启或重新校准可以由传感器设备本身来触发并且控制单元被通知重置、重启或重新校准。

通知信号可以是如下的信号，其可以包括预定时间(例如，长于传感器信号的周期性脉冲的长度，例如速度脉冲)的预定义电压或电流，从而通知信号可以由外部控制单元30来检测。例如，传感器设备800根据由传感器单元测量的量(例如，磁场)的特定值(例如，最大、最小或过零)的出现来输出包括周期性脉冲(例如，速度脉冲)的传感器信号，直到内部失灵被检测到。内部控制模块820可以触发通知信号的传输以向控制单元30通知传感器设备800的重置、重启或重新校准。在重置、重启或重新校准期间，传感器设备800例如不发送传感器信号，但是例如控制单元30被通知并且未预期接收到传感器信号。在重置、重启或重新校准之后，如果内部失灵被修理，则传感器设备800可以再次开始发送传感器信号。

例如，内部控制模块可以被配置为触发指示传感器单元的操作状态的活动信号序列的传输(例如，如上文所描述)。

例如，传感器设备的重置、重启或重新校准可能花费长于活动信号序列中的两个后续活动信号之间的时段。在传感器设备的重置、重启或重新校准期间，没有活动信号可以被传输。

例如，内部控制模块可以包括如关于图1a-图2提到的确定模块。

内部控制模块和/或确定模块可以是个体硬件(例如，专用集成电路)、个体硬件(例如，专用集成电路)的处理器或微控制器或部分、处理器或微控制器或机器可读存储设备上存储的用于在个体硬件(例如，专用集成电路)、处理器或微控制器上运行的软件或计算机程序。

例如，传感器设备800(例如，磁场传感器设备)被连接或可连接到例如在汽车应用中使用的(外部)控制单元30(例如，电子控制单元ecu或传输控制单元cu)。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。图8中示出的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，它们对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文(例如，图1a到图7)或下文(例如，图9-图10)描述的一个或多个实施例。

图9示出了传感器信号和通知信号的传输。传感器设备根据由传感器单元测量的量(例如，磁场)的特定值(例如，最大、最小或过零)的出现来输出包括周期性脉冲980(例如，速度脉冲)的传感器信号，直到内部失灵被检测到。然后，内部控制模块触发通知信号990(例如，包括比传感器信号的周期性脉冲长的脉冲长度)的传输以向cu通知传感器校准在进行中。例如，传感器问题发生，错误被检测到并且重新校准在时间t1开始。cu在时间t2禁用看门狗。在重置、重启或重新校准期间，传感器设备800不发送传感器信号，但是cu被通知并且不预期接收到传感器信号。cu在时间t3之后的预定义时间之后再次启用看门狗。在重置、重启或重新校准之后，传感器设备在时间t4再次开始发送传感器信号，这在cu将检测到缺失的传感器脉冲之前在cu对看门狗的再次激活之后是足够快的。

图10示出了用于向控制单元提供通知信号的方法的流程图。方法900包括由传感器设备的传感器单元生成910作为物理量的周期性信号的传感器信号，并且确定920(检测)传感器设备的内部失灵。传感器设备的内部失灵在检测时对于控制单元是未知的。方法900进一步包括基于检测到的内部失灵来触发930传感器单元和装置中的至少一个的重置、重启或重新校准，以及在传感器设备的重置、重启或重新校准被内部触发的情况下触发940通知信号到控制单元的传输。进一步地，方法900包括在被内部控制模块触发的情况下向控制单元提供950通知信号。通知信号包括预定时间段的预定水平的电压或电流，以向控制单元通知传感器设备的内部触发的重置、重启或重新校准。

关于上文或下文所描述的实施例提到了更多细节和方面。图10中示出的实施例可以包括一个或多个可选的附加特征，它们对应于关于所提出的概念提到的一个或多个方面或者上文(例如，图1a到图9)或下文描述的一个或多个实施例。

一些实施例涉及传感器从cu注销。例如，利用功能安全性，对于实施传感器自诊断特征的需求可能增加。如果然后这样的自诊断特征检测到内部错误，则传感器可能要求传感器重启以便进行传感器重新校准等。然而，在传感器重置期间，传感器将不能递送输出脉冲，这然后可能被cu(传输控制单元)误解释为传感器问题。cu可以通过软件看门狗监测传感器信号，在缺少若干脉冲的情况下，cu可以检测到传感器的错误并且在系统级别启动某种容错操作模式。例如，温度看门狗可以被实施。如果传感器温度变化超过一定水平，则归因于内部偏移漂移，传感器可能结束于死锁。利用传感器重置/重新校准，传感器可能在良好工作的操作条件下重新校准偏移和重启。然而，在传感器重置期间，传感器不能递送输出脉冲，这可能被cu错误地检测为例如传感器死锁。cu可能进入容错模式。

例如，所提议的是传感器触发传感器重置/重新校准而没有外部触发(以便正确地重新校准)。

其他方法可以使用系统看门狗。例如，cu软件比较两个传感器(一个在输入轴处，另一个在传动的输出轴处)的输出脉冲。如果一个传感器不递送任何脉冲同时另一传感器递送脉冲，则可能发生两种场景(例如，取决于软件修订)。例如，cu软件可以检测传感器故障并且可以进入容错操作模式(例如，只有齿轮1和2可访问)，或者cu软件可以重置不递送输出脉冲的传感器。这种掉电重置可能引起完整的传感器重置并且可能不触发所提议的传感器的某些部分的简单重新校准。然而，这也可能要求在系统中不总是可用的冗余传感器。另外，如果汽车处于停止模式，则输入轴可能旋转而输出轴可能不旋转，这可能触发错误的软件重置。

在所提出的示例中，传感器可以向ecu递送传感器重置/重新校准将被执行的附加信息。利用来自传感器的这一附加信息，cu可以去激活系统看门狗。利用这一附加信息，可以确保cu不会错误地进入容错操作模式。以下传感器重置的附加信息可能利用不同的脉冲长度、脉冲高度等被传输。

根据一方面，传感器与cu之间的协议通信被描述并且因此可以是系统相关的。利用这种修改，软件可以被适配用于脉冲识别。另外，软件看门狗的不同实施方式可以是可能的(例如，软件看门狗可以在传感器的重新校准阶段期间被禁用)。

pwm(脉宽调制)协议的改进可以被实施以满足更多或全部的安全要求。

实施例可以进一步提供具有程序代码的计算机程序，当计算机程序在计算机或处理器上执行时，该程序代码用于执行上述方法之一。本领域的技术人员将容易地认识到，各种上文描述的方法的步骤可以由编程的计算机执行。在本文中，一些示例还意图覆盖程序存储设备，例如数字数据存储介质，其是机器或计算机可读的并且编码机器可执行或计算机可执行的指令程序，其中指令执行上文描述的方法的一些或全部动作。程序存储设备可以是，例如，数字存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器、或光学可读数字数据存储介质。这些示例还意图覆盖被编程为执行上文描述的方法的动作的计算机、或者被编程为执行上文描述的方法的动作的(现场)可编程逻辑阵列((f)pla)或(现场)可编程门阵列((f)pga)。

例如，一些实施例涉及在轮运动传感器内的失灵或故障的情况下被传输到控制单元30的唯一传感器响应。这样的失灵或故障可以进一步与以下各项有关：太小(低于预定义门限)的输入信号，磁偏移太高(高于预定义门限)，内部数字/模拟供应电压高于或低于预定门限，温度过高或过低(高于或低于预定义门限)，或模拟/数字转换器中出现错误。

本描述和附图仅说明了本公开的原理。将因此理解，本领域的技术人员将能够设计出尽管本文未明确描述或示出但是体现了本公开的原理并且被包括在它的精神和范围内的各种布置。再者，本文记载的所有示例主要明确地意图为仅用于教导目的，以帮助读者理解本公开的原理和由(多位)发明人为促进本领域而贡献的概念，并且将被解释为不具有对这样具体记载的示例和条件的限制。此外，本文中记载本公开的原理、方面和实施例的所有陈述以及它们的具体示例意图为涵盖其等价物。

被表示为“用于......的部件”(执行某种功能)的功能块应该被理解为包括被配置为分别执行某种功能的电路的功能块。因此，“用于某事的部件”也可以被理解为“被配置为或适合于某事的部件”。被配置为执行某种功能的部件因此不意味着这样的部件必然正在执行该功能(在给定的时刻)。

本领域的技术人员应当明白，本文的任何框图表示将本公开的原理具体化的说明性电路的概念图。类似地，将明白，任何流程图表、流程图、状态转换图、伪代码等表示基本上可以在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或处理器执行的各种过程，而不管这样的计算机或处理器是否被明确地示出。

此外，以下权利要求由此被并入本详细描述中，其中每个权利要求可以独自作为单独的示例成立。虽然每个权利要求可以独自作为单独的示例成立，但是将注意，尽管从属权利要求可以在权利要求中指代与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他示例也可以包括从属权利要求与彼此依赖或独立的权利要求的主题的组合。这样的组合在本文中被提出，除非陈述了不意图特定组合。此外，意图也将权利要求的特征包括到任何其他独立权利要求，即使这一权利要求不直接从属于该独立权利要求。

进一步注意，说明书或权利要求中公开的方法可以由具有用于执行这些方法的相应动作中的每个动作的部件的设备来实施。

进一步地，将理解，说明书或权利要求中公开的多个动作或功能的公开可以不被解释为在特定顺序内。因此，多个动作或功能的公开将不把它们限制为特定的顺序，除非这样的动作或功能由于技术原因不是可互换的。此外，在一些示例中，单个动作可以包括或可以被分解成多个子动作。这样的子动作可以被包括并且是这一单个动作的一部分，除非明确地排除。