用于傳感器輸出接口中的內(nèi)部和外部錯(cuò)誤檢測(cè)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】公開了一種具有用于檢測(cè)出現(xiàn)于系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤的車載診斷(OBD)電路的諸如傳感器系統(tǒng)的集成電路系統(tǒng)和相關(guān)方法。在一個(gè)實(shí)施例中，ADC多路復(fù)用器接收來自輸出驅(qū)動(dòng)器的模擬輸出回讀，并提供使得用于完全獨(dú)立于數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和輸出驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行的內(nèi)部錯(cuò)誤指示的OBD電路被觸發(fā)的信號(hào)，該數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和輸出驅(qū)動(dòng)器可能是故障點(diǎn)。
【專利說明】用于傳感器輸出接口中的內(nèi)部和外部錯(cuò)誤檢測(cè)的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施例一般涉及傳感器輸出接口，并且更特別地涉及實(shí)施車載診斷(OBD)電路的傳感器輸出接口，從而利用模擬輸出回讀技術(shù)檢測(cè)傳感器的外部和內(nèi)部的錯(cuò)誤或故障。

【背景技術(shù)】
[0002]在集成電路(IC)中實(shí)施的傳感器和傳感器系統(tǒng)通常具有模擬輸出接口，用于將傳感器信號(hào)傳遞至其他系統(tǒng)部件，諸如汽車應(yīng)用中的電子控制單元(ECU)或其他設(shè)備。模擬輸出接口通常包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和輸出驅(qū)動(dòng)器，使得來自驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓通過導(dǎo)線傳遞至設(shè)備外部。在外部導(dǎo)線的線路中斷，例如導(dǎo)線本身中斷的事件中，輸出將浮置或其他不期望的或甚至破壞性的錯(cuò)誤可能出現(xiàn)。因此，車載診斷(OBD)部件可以在傳感器系統(tǒng)中實(shí)施，從而檢測(cè)類似的外部線路中斷。
[0003]在一個(gè)配置中，兩個(gè)OBD電路提供在IC內(nèi)。第一 OBD電路耦合在模擬輸出接口的輸出和用于提供電勢(shì)Vdd的端子之間，第二OBD電路耦合在輸出和負(fù)供電電勢(shì)或參考地電勢(shì)GND的端子之間。OBD電路本質(zhì)上是開關(guān)，包括，例如耗盡型晶體管并且當(dāng)IC正確工作時(shí)該OBD電路常開。在外部故障，諸如引起IC失去功率的線路中斷的事件中，OBD電路閉合并形成短路，使得輸出信號(hào)拉向Vdd或GND以指示錯(cuò)誤。
[0004]傳統(tǒng)的傳感器通常通過限定OBD診斷輸出值或鉗位范圍(clamping ranges)使得模擬輸出的工作范圍得以降低至例如10%到90% Vdd來提供診斷。這不利地限制外部輸出信號(hào)電平。此外，某一安全需求，例如汽車安全完整性等級(jí)(ASIL)標(biāo)準(zhǔn)，提供內(nèi)部功能性的診斷。為了實(shí)現(xiàn)這些需求，通常要限定擴(kuò)展的診斷輸出值或鉗位范圍，使得模擬輸出的工作范圍進(jìn)一步降低，例如20%到80% VDD，導(dǎo)致輸出信號(hào)電平進(jìn)一步降低，這將是非常不利的。另一劣勢(shì)是，如果模擬輸出接口本身內(nèi)部出現(xiàn)故障，這很可能是由于DAC或輸出驅(qū)動(dòng)器故障，則不再傳遞診斷輸出值或鉗位范圍。由于輸出級(jí)通常需要顯著芯片面積以便于為IC部件的所有或至少關(guān)鍵部件的安全診斷，這還可以顯著地降低診斷覆蓋率。
[0005]在許多應(yīng)用中，一般需要能夠檢測(cè)傳感器內(nèi)部和外部的錯(cuò)誤的傳感器。某些傳統(tǒng)方法的缺陷是限制剩余信號(hào)電平。傳統(tǒng)方法的進(jìn)一步缺陷是關(guān)于DAC和輸出驅(qū)動(dòng)器的依賴，使得DAC或輸出驅(qū)動(dòng)故障導(dǎo)致不傳遞鉗位范圍。提供內(nèi)部檢測(cè)錯(cuò)誤的傳統(tǒng)傳感器的進(jìn)一步劣勢(shì)是，提供診斷性能所需的額外部件的數(shù)量，因而增加電路的尺寸、成本和復(fù)雜性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]實(shí)施例涉及包括用于檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部或外部出現(xiàn)的錯(cuò)誤的車載診斷電路的集成電路系統(tǒng)和方法。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路系統(tǒng)包括至少一個(gè)車載診斷電路；提供系統(tǒng)輸出信號(hào)的輸出驅(qū)動(dòng)器；和耦合到至少一個(gè)車載診斷電路且被配置為比較系統(tǒng)輸出信號(hào)和值從而當(dāng)比較值指示錯(cuò)誤時(shí)經(jīng)由至少一個(gè)車載診斷電路提供錯(cuò)誤輸出信號(hào)的控制單元。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)集成電路系統(tǒng)的內(nèi)部錯(cuò)誤的方法包括提供系統(tǒng)的輸出信號(hào)給系統(tǒng)的內(nèi)部控制電路；比較輸出信號(hào)和值；以及如果該比較偏離該值預(yù)定義限制值，則經(jīng)由車載診斷電路提供指示系統(tǒng)內(nèi)部錯(cuò)誤的錯(cuò)誤信號(hào)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]結(jié)合附圖考慮以下本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)說明可以更全面的理解本發(fā)明，在附圖中:
[0010]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的實(shí)施OBD電路的傳感器系統(tǒng)和其中在主DAC回讀和測(cè)量模擬輸出信號(hào)的簡(jiǎn)化方框圖的透視圖。
[0011]圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述確定傳感器系統(tǒng)中的內(nèi)部故障的方法的流程圖。
[0012]圖3是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的其中經(jīng)由芯片上溫度ADC回讀和測(cè)量模擬輸出信號(hào)的傳感器系統(tǒng)的簡(jiǎn)化方框圖的透視圖。
[0013]盡管本發(fā)明經(jīng)得起各種改進(jìn)和可選形式的檢驗(yàn)，但是在附圖中已經(jīng)通過實(shí)例示出其細(xì)節(jié)，并將詳細(xì)描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所描述的特定實(shí)施例。相反，本發(fā)明是為了涵蓋在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)的所有修改、等效形式和替換。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例涉及集成電路系統(tǒng)和方法，諸如傳感器系統(tǒng)，其包括用于檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)的錯(cuò)誤所使用的車載診斷(OBD)電路。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，OBD電路可以用于檢測(cè)系統(tǒng)的輸出驅(qū)動(dòng)器部分中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。在一個(gè)實(shí)施例中，ADC多路復(fù)用器接收系統(tǒng)的模擬輸出信號(hào)、數(shù)字化該模擬信號(hào)、并提供數(shù)字化的信號(hào)給控制電路?？刂齐娐繁容^數(shù)字化信號(hào)和值，值諸如預(yù)期輸出信號(hào)、信號(hào)或某一其他值的范圍，并且如果檢測(cè)到錯(cuò)誤，則提供信號(hào)給OBD電路。在OBD電路內(nèi)，充電泵被去激活，其閉合OBD開關(guān)，從而在系統(tǒng)的輸出提供指示錯(cuò)誤的診斷輸出。該錯(cuò)誤指示可以獨(dú)立于可能是系統(tǒng)內(nèi)的故障點(diǎn)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)和輸出驅(qū)動(dòng)器而執(zhí)行。因此，這些和其他內(nèi)部系統(tǒng)部件和操作內(nèi)的錯(cuò)誤可以被檢測(cè)和經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)OBD電路傳遞至系統(tǒng)外部。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路(IC)系統(tǒng),諸如傳感器系統(tǒng),可以包括至少一個(gè)OBD電路，每個(gè)OBD電路包括充電泵和開關(guān)。在實(shí)施例中，開關(guān)包括晶體管，諸如耗盡型晶體管，例如M0SFET。在一個(gè)實(shí)施例中IC系統(tǒng)進(jìn)一步包括輸出驅(qū)動(dòng)器、ADC多路復(fù)用器和芯片控制電路。至少一個(gè)OBD電路耦合到正供電電勢(shì)的端子VDD，和至少一個(gè)OBD電路耦合到負(fù)供電電勢(shì)或參考地電勢(shì)的端子GND。
[0016]輸出驅(qū)動(dòng)器輸出模擬輸出信號(hào)Vqut,在一個(gè)實(shí)施例中其可以由ADC回讀。ADC輸出耦合到芯片控制電路，芯片控制電路進(jìn)而耦合到至少一個(gè)OBD電路的充電泵。模擬輸出信號(hào)被回讀至ADC多路復(fù)用器，并被分析。如果輸出信號(hào)Vtot偏離期望值超過某一限制值，芯片控制電路發(fā)送信號(hào)至充電泵，該期望值可以是預(yù)期輸出值、預(yù)設(shè)值或某些其他值。然后充電泵去激活，以閉合OBD電路開關(guān)，因而提供或啟用指示錯(cuò)誤或其他異常操作事件的診斷輸出。
[0017]因此，在實(shí)施例中，IC系統(tǒng)之內(nèi)或者內(nèi)部的錯(cuò)誤可以通過分析經(jīng)由內(nèi)部ADC的輸出信號(hào)的回讀信號(hào)而檢測(cè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，外部錯(cuò)誤可以通過分析經(jīng)由內(nèi)部ADC的輸出信號(hào)的回讀信號(hào)而檢測(cè)。
[0018]圖1描繪根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的集成電路(IC)系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化方框圖。IC系統(tǒng)100包括所描繪的傳感器系統(tǒng)，但是在其他實(shí)施例中可以參考這里的IC系統(tǒng)或傳感器系統(tǒng)而包括某些其他IC系統(tǒng)、電路、芯片或設(shè)備，這里的IC系統(tǒng)或傳感器系統(tǒng)貫通全文僅作為一個(gè)實(shí)施例的示例和出于討論而使用。盡管本文中可以描繪和討論具體實(shí)施例，但是具體實(shí)施例不認(rèn)為關(guān)于其他實(shí)施例和/或權(quán)利要求是限制性的。此外，本文中的許多描繪一般是為了說明和方便，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，各種電子元件可以與為了說明使用的特定實(shí)例有所不同地進(jìn)行配置和/或耦合，從而提供其他實(shí)施例，而同時(shí)仍提供與所描繪的實(shí)施例相同或相似的功能性或特征。
[0019]在一個(gè)實(shí)施例中IC系統(tǒng)100包括第一 OBD電路101和第二 OBD電路103。第一OBD電路101包括OBD開關(guān)102和充電泵106，并耦合在集成電路的輸出Vqut和正供電電勢(shì)Vdd的端子之間。第二 OBD電路103包括OBD開關(guān)104和充電泵108，并耦合在集成電路的輸出Vtot和負(fù)供電電勢(shì)或參考地電勢(shì)GND的端子之間。因此第一 OBD電路101可以指“高”側(cè)電路，而第二 OBD電路103可以指“低”側(cè)OBD電路，如在該實(shí)例實(shí)施例中描繪和描述的。在其他實(shí)施例中，可以使用更多或更少OBD電路、充電泵和/或OBD開關(guān)。
[0020]在實(shí)施例中，第一和第二 OBD開關(guān)102和104包括一個(gè)或多個(gè)晶體管，例如諸如MOSFET的耗盡型晶體管或可以有效地起到開關(guān)的作用的另一個(gè)合適的晶體管類型。因此，當(dāng)開關(guān)102和104是由其各自的充電泵106和108供電且打開時(shí)，Vqut傳遞至系統(tǒng)100的輸出，以及當(dāng)任一個(gè)充電泵106或108去激活使得相對(duì)應(yīng)的開關(guān)102或104閉合時(shí)，分別在Vout和任一個(gè)Vdd或GND之間形成短路。
[0021]傳感器系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括耦合到輸出驅(qū)動(dòng)器112的正輸入的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 110。來自輸出驅(qū)動(dòng)器112的輸出信號(hào)Vott耦合到且提供負(fù)反饋控制給輸出驅(qū)動(dòng)器112的負(fù)輸入。輸出信號(hào)Vott還提供在系統(tǒng)100的輸出，并連接到外部導(dǎo)線114。在一個(gè)實(shí)施例中，到外部導(dǎo)線114的連接可以經(jīng)由焊盤116實(shí)現(xiàn)、雖然在其他實(shí)施例中可以使用引腳、弓丨線、接觸、接線或其他結(jié)構(gòu)。
[0022]在實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括能夠檢測(cè)內(nèi)部錯(cuò)誤(即，系統(tǒng)100內(nèi)出現(xiàn)的錯(cuò)誤)的部件、耦合和/或功能。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)100包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器多路復(fù)用器(ADC MUX) 122，其耦合到系統(tǒng)100的輸出驅(qū)動(dòng)器112且被配置為接收或回讀模擬輸出信號(hào)VTOT。在實(shí)施例中，ADC MUX 122可以包括組合的ADC或多路復(fù)用器或在其他實(shí)施例中可以包括相異的ADC和相異的多路復(fù)用器，或某些其他合適的設(shè)備和/或配置。ADC MUX 122的輸入耦合到例如傳感器124和芯片控制或狀態(tài)機(jī)126，以及耦合到輸出驅(qū)動(dòng)器112。在實(shí)施例中，傳感器124可以包括任何期望的傳感器，例如，一個(gè)或多個(gè)加速度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、光學(xué)傳感器、磁場(chǎng)傳感器、或其他合適的傳感器。狀態(tài)機(jī)或芯片控制126可以率禹合到充電泵106、108和DAC 110。在實(shí)施例中，各種其他電路元件，諸如微處理器，可以耦合到ADC 122的輸出，以接收和比較由ADC 122輸出的信號(hào)。
[0023]在實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以進(jìn)一步包括可以耦合到本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解的各種其他部件的電壓供給或調(diào)節(jié)器130和/或時(shí)鐘發(fā)生器132。為了簡(jiǎn)化起見，圖1中描繪的實(shí)施例未示出這樣的耦合。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，未具體描繪或討論的其他部件、耦合和特征可以包括在這些或其他實(shí)施例的系統(tǒng)100中，其中圖1中的特定描繪僅僅是一個(gè)簡(jiǎn)化實(shí)例。
[0024]在工作中，傳感器信號(hào)SI是由傳感器124生成。在正常操作中，信號(hào)SI通過系統(tǒng)100傳播，使得經(jīng)由接合焊盤116提供輸出信號(hào)Vott。在實(shí)施例中，為了確定系統(tǒng)100內(nèi)是否已經(jīng)出現(xiàn)可能影響Vtot的精確性或可靠性的任何錯(cuò)誤，模擬輸出信號(hào)Vtot傳遞或回讀至ADC多路復(fù)用器122。在實(shí)施例中合適的芯片控制信號(hào)Cl也通過芯片控制電路126提供給ADCMUX 122。在ADC MUX 122數(shù)字化模擬輸出信號(hào)Vtm，然后該數(shù)字化信號(hào)傳遞至芯片控制電路126用于比較或評(píng)估。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，回讀且數(shù)字Kvot可以與保存在芯片控制電路126的存儲(chǔ)器部分的預(yù)先設(shè)定的期望值或范圍進(jìn)行比較。在另一個(gè)實(shí)施例中，可以與實(shí)際值比較，諸如保存在芯片控制電路126的存儲(chǔ)器部分中的原始數(shù)字化信號(hào)SI。在其他實(shí)施例中，可以與標(biāo)準(zhǔn)值、傳統(tǒng)值、或某些其他信號(hào)、值或范圍進(jìn)行比較。在一個(gè)實(shí)施例中，芯片控制電路126可以比較這些值，并且在各種實(shí)施例中，如果回讀數(shù)字化信號(hào)比如完全偏離預(yù)設(shè)的期望值或者偏離超過給定預(yù)定義的限制值(例如，偏離至少大約10%，比如至少大約25%，例如在一個(gè)實(shí)施例中至少大約30%，或者偏離由系統(tǒng)100的OEM或其他實(shí)施者設(shè)定且保存在系統(tǒng)100的EEPROM或其他存儲(chǔ)器或其他位置的某一值或范圍等)，芯片控制電路126將信號(hào)發(fā)送至合適的充電泵106、108，以去激活充電泵106、108。在其他實(shí)施例中，這些值可以與例如實(shí)施例中的Vdd的大約10%到90%的范圍內(nèi)的預(yù)定的值或范圍比較。
[0026]去激活充電泵106、108具有分別激活OBD電路102或104的效果。如先前所述，在實(shí)施例中OBD開關(guān)102、104包括晶體管或當(dāng)由充電泵106、108供電時(shí)常開的其他電路或元件。通過去激活相對(duì)應(yīng)的充電泵106、108來激活(例如，閉合)這些開關(guān)102、104。激活任一個(gè)OBD電路102、104導(dǎo)致在系統(tǒng)100的輸出提供相對(duì)應(yīng)的診斷輸出Vdd或GND。在一個(gè)實(shí)施例中，在任意時(shí)間激活一個(gè)或其他OBD電路102、104，盡管在其他實(shí)施例中還可以例如基于芯片控制126的操作而激活第二 OBD電路102、104。
[0027]在系統(tǒng)100的預(yù)期正常輸出信號(hào)范圍之外的這些輸出診斷輸出Vdd或GND中的任一個(gè)可以指示當(dāng)向通過例如接合焊盤116和導(dǎo)線114耦合到系統(tǒng)100的電子控制單元(ECU)、微處理器或其他設(shè)備或系統(tǒng)提供時(shí)或者被其接收時(shí)的錯(cuò)誤。ECU或其他電路或設(shè)備可以采取合適的行為，例如提供警報(bào)給操作人員或用戶、禁用系統(tǒng)100或連接其上的某些其他系統(tǒng)或部件、激活自動(dòng)防故障程序(fail-safe routine)或?qū)嵤┠承┢渌^程或步驟。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，內(nèi)部錯(cuò)誤，例如DAC 110或輸出驅(qū)動(dòng)器112的內(nèi)部錯(cuò)誤可以通過回讀和數(shù)字化輸出信號(hào)VTOT，然后在控制單元比較數(shù)字化信號(hào)而得到檢測(cè)。輸出信號(hào)Vtot偏離以某一預(yù)定義的限制值和/或與預(yù)期值偏離通過去激活相關(guān)聯(lián)的充電泵106、108而觸發(fā)經(jīng)由至少一個(gè)OBD電路102、14的診斷輸出。OBD電路102、104還可以檢測(cè)外部錯(cuò)誤，而檢測(cè)內(nèi)部錯(cuò)誤基本上不影響或改變其初始用途或在實(shí)施例中的實(shí)施。
[0028]圖2示出檢測(cè)與圖1的系統(tǒng)100或本文中討論的其他系統(tǒng)相似的傳感器系統(tǒng)的內(nèi)部錯(cuò)誤的方法200的一個(gè)實(shí)施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解，方法200可以包括額外的步驟和序列，在各個(gè)實(shí)施例中可以發(fā)出所描繪的一個(gè)或多個(gè)步驟或序列。在202，模擬輸出信號(hào)例如通過輸出驅(qū)動(dòng)器112或某些其他電路或系統(tǒng)部件被輸出。在204，模擬輸出信號(hào)被回讀或者以其他方式傳遞至內(nèi)部ADC，在206，ADC將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)206。在實(shí)施例中，如果數(shù)字信號(hào)被輸出(在實(shí)施例中，可能是這種情形)，可以省略模數(shù)轉(zhuǎn)換，或者可以以另一種方式執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。在208，數(shù)字信號(hào)傳遞至控制電路，在210控制電路如上所討論的，通過評(píng)估或比較數(shù)字信號(hào)和基準(zhǔn)、實(shí)際或預(yù)定的值或范圍來確定是否已經(jīng)出現(xiàn)錯(cuò)誤。如果210的結(jié)果指示系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)錯(cuò)誤(“是”)，則在212去激活充電泵使得OBD開關(guān)電路閉合，從而在214提供診斷輸出。如果210的結(jié)果不指示錯(cuò)誤(“不是”)，那么可以繼續(xù)運(yùn)行，其可以包括返回至204來回讀額外的輸出信號(hào)，以便以相似方式進(jìn)行比較。
[0029]在實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)輸出信號(hào)可以在啟動(dòng)時(shí)定期或以某些其他頻率進(jìn)行回讀和比較，這可以根據(jù)用戶喜好、系統(tǒng)功能、相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)、傳感器操作或性能、或某些其他因素改變。如果例如通過車載診斷電路檢測(cè)到外部錯(cuò)誤，其結(jié)果可能是中斷正常運(yùn)行，則方法200還可以中斷。
[0030]圖3描繪諸如傳感器系統(tǒng)的IC系統(tǒng)300的另一個(gè)實(shí)施例，該系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中可以包括第二傳感器306。盡管溫度傳感器在圖3中描繪(其在傳感器系統(tǒng)中常見)，但是在其他實(shí)施例中可以實(shí)施某些其他傳感器，如本文中以上關(guān)于圖1的實(shí)施例所述。除非具體討論或標(biāo)識(shí)，否則系統(tǒng)300中的部件、特征和一般操作與系統(tǒng)100的部件、特征和一般操作相似。在系統(tǒng)300中，傳感器124耦合到ADC 304，而傳感器306耦合到ADC MUX 302，使得每個(gè)傳感器124和306具有其自己的到芯片控制電路126的信號(hào)路徑。如果傳感器124和306具有不同采樣率，例如在溫度傳感器306的示例中，其可以比傳感器124更慢地改變(slower changing),這樣的配置是有利的。
[0031]在運(yùn)行中，系統(tǒng)300與如上所述的系統(tǒng)100相似。ADC 304從傳感器124接收傳感器信號(hào)SI，并提供信號(hào)給芯片控制126。在一個(gè)實(shí)施例中傳感器信號(hào)S1、芯片控制信號(hào)Cl和模擬輸出信號(hào)Vqut都提供給溫度ADC多路復(fù)用器302。在其他實(shí)施例中，ADC 304和ADCMUX 302可以互換或由單個(gè)ADC MUX代替。模擬輸出信號(hào)Vqut被回讀或傳遞至溫度ADC MUX302并在該溫度ADC MUX 302數(shù)字化，然后傳送至芯片控制電路126以用于與例如預(yù)設(shè)期望值、實(shí)際或預(yù)期值、基準(zhǔn)值或范圍或某些其他量進(jìn)行比較。如果比較失敗，例如數(shù)字化信號(hào)偏離預(yù)設(shè)期望值超過給定預(yù)定義的限制值或在實(shí)施例中的范圍之外。芯片控制電路126傳送信號(hào)至至少一個(gè)充電泵106、108，以禁用該充電泵，充電泵進(jìn)而引起相對(duì)應(yīng)的OBD開關(guān)102或104分別閉合，并分別在Vdd或GND和系統(tǒng)300的輸出之間形成短路。
[0032]在與圖1或圖3中的任一個(gè)相關(guān)的實(shí)施例中和為了進(jìn)一步的診斷和安全完整性目的，可以強(qiáng)制錯(cuò)誤以便觀察:輸出電壓Vqut是否到達(dá)與激活OBD 102、104時(shí)相同的值。這可以例如嘗試識(shí)別可能與OBD 102、104本身相關(guān)聯(lián)的任何錯(cuò)誤，并由此提供在系統(tǒng)100或300內(nèi)的診斷覆蓋率。另一個(gè)實(shí)施例包括使得模擬輸出被推離或拉離期望的模擬輸出值，從而通過激活OBD電路102、104的診斷輸出來驗(yàn)證安全機(jī)制反應(yīng)。這些和其他額外的診斷可以例如由芯片控制電路126比如在啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行，或可以在系統(tǒng)100或300外部例如通過E⑶初始化。
[0033]在另一個(gè)實(shí)施例中，外部錯(cuò)誤，例如線路中斷，可以通過經(jīng)由內(nèi)部DAC 110回讀輸出信號(hào)Votit而檢測(cè)，因?yàn)槟承┚€路中斷可以影響Vtot或系統(tǒng)100或300的其他內(nèi)部部件。檢測(cè)這些外部錯(cuò)誤的內(nèi)部影響可以有助于防止系統(tǒng)100或300受損，以及有助于識(shí)別可能不能以其他方式檢測(cè)或可探測(cè)的或否則可能具有不利影響的外部錯(cuò)誤。在外部線路中斷的事件中，輸出信號(hào)Votjt被拉至故障漂移(faulty drift)的方向。例如，如果漂移高，那么輸出信號(hào)Vqut被拉向VDD，與如果充電泵106被去激活和OBD開關(guān)102閉合以形成在Vdd和系統(tǒng)100或300的輸出之間形成短路使得可以檢測(cè)錯(cuò)誤時(shí)所提供的診斷輸出相似。通過去激活充電泵106、108以閉合相對(duì)應(yīng)的OBD開關(guān)102、104，輸出信號(hào)Vqut偏離某一預(yù)定義的限制值使得激活至少一個(gè)診斷輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，可以檢測(cè)除了線路中斷或?qū)Ь€斷裂之外的其他類型的外部故障。因此Vott的評(píng)估也可以考慮內(nèi)部和/或外部事件在其上的影響。
[0034]在另一個(gè)實(shí)施例中，通過以輪詢的方式操作OBD電路101和103可以檢測(cè)暫時(shí)性或短暫性錯(cuò)誤，正如通過周期性地去激活(如果是持久性錯(cuò)誤，激活)電路101和103之一或二者以便檢測(cè)可以出現(xiàn)和消失的暫時(shí)性或周期性錯(cuò)誤。某些短暫性錯(cuò)誤，盡管是短暫性的，但是仍可以對(duì)系統(tǒng)100或300或其他部件引起損傷或?qū)φＯ到y(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生干擾，使得檢測(cè)這些錯(cuò)誤可以有利的。然而，檢測(cè)這些錯(cuò)誤可能是困難的，因?yàn)檫@些錯(cuò)誤本質(zhì)上是暫時(shí)性的，并且可以導(dǎo)致零星的但難以隔離的問題。然而，在實(shí)施例中，如果檢測(cè)或懷疑錯(cuò)誤，可以禁用OBD電路101和/或103，可以監(jiān)控Vqut以查看是否返回正常。這樣的操作還可以用于隔離暫時(shí)性故障的可能源頭。如果輸出信號(hào)Vqut返回正常，那么OBD電路101和103可以恢復(fù)正常運(yùn)行。
[0035]其他實(shí)施例可以包括雙裸片概念或雙數(shù)據(jù)路徑概念。因此，盡管本文中描繪的實(shí)施例可以包括單個(gè)裸片和/或集成電路，但是還可以實(shí)施雙裸片或多裸片實(shí)施例。此外，數(shù)據(jù)路徑，諸如對(duì)于圖3中的傳感器124和306，可以在其他實(shí)施例中制造得更不同，或可以實(shí)施額外的電路和信號(hào)傳輸路徑。例如，在一個(gè)實(shí)施例中每個(gè)OBD電路101和103可以具有其自己的信號(hào)回讀和評(píng)估路徑，或可以實(shí)施冗余。盡管這些實(shí)施例可以與成本增加相關(guān)聯(lián)，但是在對(duì)安全性要求苛刻或超高完整性的系統(tǒng)中還是期望的。
[0036]在另一個(gè)實(shí)施例中，傳感器系統(tǒng)100或300可以裝備有額外的輸出引腳以指示任何故障。例如，在實(shí)施例中可以提供單獨(dú)的裸片焊盤、引腳或其他輸出接觸，從而提供具有Vout的單個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)或并行錯(cuò)誤信號(hào)。例如，對(duì)于在錯(cuò)誤的情況中，例如由ECU或其他外部部件進(jìn)行第二次檢查Vott，這可能是有用的。其他實(shí)施例還可以提供額外的部件和特征。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員理解，安全狀態(tài)信令可以通過利用額外的電路和部件經(jīng)由調(diào)節(jié)電源的額外負(fù)載晶體管實(shí)現(xiàn)。
[0037]本文中所描述的傳感器系統(tǒng)的實(shí)施例可以包括一旦應(yīng)用電壓和信號(hào)就執(zhí)行具體功能的互連電子部件。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員一般已知這些功能。本文中所述的實(shí)施例可以包括所描繪和/或描述的更多或更少部件。為了便于討論，各個(gè)其他電路元件未示出但是可以被并入，例如，一個(gè)或多個(gè)二極管、電阻器、電容器、開關(guān)、晶體管、軌跡、耦合、連接器、焊盤、和其組合。然而，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見地，在實(shí)施例中，各個(gè)其他電路兀件將是有利的。
[0038]傳感器系統(tǒng)部件的實(shí)施例在本文中描述為“耦合”。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員將理解，“耦合”指示部件之間的操作關(guān)聯(lián)性，其中部件互相作用，并且來回發(fā)送電壓、信號(hào)等。就其本身而言，部件可以間接耦合或直接耦合。間接耦合的部件的實(shí)施例可以具有一個(gè)或多個(gè)部件或在部件之間的耦合路徑中的電路元件。直接耦合的部件的實(shí)施例在部件之間的耦合路徑中無部件或電路元件與之連接。除非具體提及，否則部件一般認(rèn)為是間接耦合的。本文中描述的實(shí)施例不限于容納在單個(gè)印刷電路板上或在單個(gè)芯片內(nèi)。
[0039]本文中已經(jīng)描述系統(tǒng)、設(shè)備和方法的各個(gè)實(shí)施例。這些實(shí)施例僅僅通過實(shí)例提供，并且不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。而且，應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)描述的實(shí)施例的各個(gè)特征可以通過不同方式組合起來，從而產(chǎn)生許多額外的實(shí)施例。而且，盡管已經(jīng)描述各個(gè)材料、尺寸、形狀、配置和位置等用于所公開的實(shí)施例，但是在不超過本發(fā)明的保護(hù)范圍的情況下，可以使用除了所公開之外的其他因素。
[0040]相關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以包括比以上所述的任何單獨(dú)實(shí)施例更少的特征。本文中所述的實(shí)施例并不旨在其中可以組合本發(fā)明的各個(gè)特征的方式的窮盡介紹。因此，實(shí)施例不是特征的互相排斥的組合；相反，本發(fā)明可以包括從不同單獨(dú)的實(shí)施例中選擇的不同單獨(dú)特征的組合，如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的。而且，關(guān)于一個(gè)實(shí)施例描述的元件可以在其他實(shí)施例中實(shí)施，即使在這樣的實(shí)施例中未描述時(shí)，除非另作說明。盡管從屬權(quán)利要求可以指在權(quán)利要求中與一個(gè)或多個(gè)其他權(quán)利要求的具體組合，其他實(shí)施例還可以包括從屬權(quán)利要求與每個(gè)其他從屬權(quán)利要求的主題的結(jié)合或一個(gè)或多個(gè)特征與其他從屬或獨(dú)立權(quán)利要求的結(jié)合。這樣的組合在本文中提出，除非聲明不旨在特定組合。而且，還旨在在任何其他獨(dú)立權(quán)利要求中包括權(quán)利要求的特征，即使該權(quán)利要求不直接依賴獨(dú)立權(quán)利要求。
[0041]引用以上文獻(xiàn)的任何并入是有限的，從而不并入與本文中明確公開相反的主題。引用以上文檔的任何并入是進(jìn)一步有限的，從而文獻(xiàn)中所包括的權(quán)利要求并不通過引用而并入本文。引用以上文獻(xiàn)的任何并入還是進(jìn)一步有限的，從而文獻(xiàn)中提供的任何定義不通過引用而并入本文，除非明確說明其包括在此。
[0042]為了說明本發(fā)明的權(quán)利要求，明確表示，不調(diào)用U.S.C.第35部分的第六段的第112節(jié)的條款，除非在權(quán)利要求中陳述具體術(shù)語“用于……裝置”或“用于……步驟”。
【權(quán)利要求】
1.一種集成電路系統(tǒng)，包括: 至少一個(gè)車載診斷電路； 輸出驅(qū)動(dòng)器，被配置為提供系統(tǒng)輸出信號(hào)；和 控制單元，耦合到所述至少一個(gè)車載診斷電路，且被配置為比較所述系統(tǒng)輸出信號(hào)和值，并且當(dāng)所述比較指示錯(cuò)誤時(shí)經(jīng)由所述至少一個(gè)車載診斷電路提供錯(cuò)誤輸出信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，耦合到所述輸出驅(qū)動(dòng)器，并被配置為接收所述系統(tǒng)輸出信號(hào)，并且在將所述數(shù)字信號(hào)提供給所述控制單元之前，將所述系統(tǒng)輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路，其中所述值包括數(shù)字值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路，其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器多路復(fù)用器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路，進(jìn)一步包括耦合到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器多路復(fù)用器的至少一個(gè)傳感器，其中所述系統(tǒng)輸出信號(hào)與所述至少一個(gè)傳感器生成的信號(hào)相關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路，其中所述至少一個(gè)傳感器包括主傳感器和次傳感器，其中所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器多路復(fù)用器耦合到所述次傳感器，并且模數(shù)轉(zhuǎn)換器耦合到所述主傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述主傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、磁場(chǎng)傳感器、濕度傳感器、或加速度傳感器中的一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述次傳感器包括溫度傳感器、壓力傳感器、磁場(chǎng)傳感器、濕度傳感器、或加速度傳感器中的一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述值與所述至少一個(gè)傳感器生成的信號(hào)相關(guān)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)車載診斷電路包括耦合在所述傳感器系統(tǒng)的輸出和第一電勢(shì)之間的開 關(guān)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)車載診斷電路包括耦合到所述開關(guān)和所述控制單元的至少一個(gè)充電 栗。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的集成電路系統(tǒng)，其中當(dāng)所述比較指示錯(cuò)誤時(shí)，所述控制單元被配置為關(guān)閉所述至少一個(gè)充電泵以閉合所述開關(guān)，并在所述第一電勢(shì)和所述傳感器系統(tǒng)的輸出之間形成短路，使得所述錯(cuò)誤輸出信號(hào)包括所述第一電勢(shì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述開關(guān)包括至少一個(gè)晶體管。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)晶體管包括耗盡型MOSFET。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述錯(cuò)誤是所述傳感器系統(tǒng)內(nèi)部的。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述錯(cuò)誤是所述傳感器系統(tǒng)外部的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成電路系統(tǒng)，其中所述值是預(yù)定值或預(yù)定值的范圍中的一個(gè)。
18.—種檢測(cè)集成電路系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤的方法，所述方法包括: 提供所述系統(tǒng)的輸出信號(hào)給所述系統(tǒng)的內(nèi)部控制電路； 比較所述輸出信號(hào)和值；和 如果所述比較偏離所述值以預(yù)定義的限制值，那么經(jīng)由車載診斷電路提供指示系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤的錯(cuò)誤信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述輸出信號(hào)是模擬輸出信號(hào)，并且所述方法進(jìn)一步包括在所述比較之前數(shù)字化所述模擬輸出信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中提供錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)一步包括去激活所述車載診斷電路的充電泵，以閉合所述車載診斷電路的開關(guān)，以經(jīng)由閉合的開關(guān)提供指示系統(tǒng)內(nèi)部的錯(cuò)誤的錯(cuò)誤信號(hào)。
【文檔編號(hào)】G01D18/00GK104423379SQ201410453171
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】W·格拉尼格, H·威特施尼格, A·莫里西 申請(qǐng)人:英飛凌科技股份有限公司