[发明专利]用于跟踪频率信号的方法和相应的用于车辆的传感器单元

说明书

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求1的前序部分所述的用于跟踪频率信号的方法和根据独立权利要求8的前序部分所述的相应的用于车辆的传感器单元。

背景技术

现有技术中已知了数字的和模拟的传感器单元通常要求频率信号作为时钟信号来工作。该频率信号能够由外部馈入或者在内部由振荡器来生成。在转速传感器中，机械传感器自身也能够用作振荡器来经由传统的锁相环电路(PLL)生成内部的频率信号。对于内部的中央传感装置和外围的传感器能够实现传感器内部的振荡器。这些振荡器由于加工公差和工艺波动在使用寿命和温度方面在振荡器校准之后仅能达到约5％的精度/公差。为了达到更高的精度必须实现温度传感器，其补偿振荡器的温度响应(Temperaturgang)。例如在车辆车身电子稳定系统(ESP)、防抱死系统(ABS)、人员保护系统等中使用的对于具有安全至关重要的功能的传感器单元将对传感器单元的功能安全性提出较高的要求。频率信号的监控将例如被用来使得在内部的信号处理上得出结论。在转速传感器中，当监控了根据所利用的时钟信号导出的频率时也能够得出机械性能上的结论。

频率信号的监控能够例如实现为诸如SPI接口的数字的接口上的逻辑监控。

在专利申请文件DE10 2010 000 962A1中描述了用于监控在单元内提供的频率信号的方法和装置。依据所描述的方法，由通信接口接收至少一个时钟信号或控制信号的二元的信号电平，其中，该通信接口被构造为传输符合通信协议的信息。此外，在单元中提供频率信号并且将其与由通信接口接收的时钟信号的信号电平的时间序列作比较，从而获得比较结果。替代地，计数器能够通过控制信号和频率信号来控制，从而获得计数器读数。此外，当该比较结果满足预定的标准时或者当该计数器读数处于预定的值域内时，识别出频率信号的预定的品质，从而通过所识别的频率信号的品质来监控频率信号。

发明内容

依据本发明的具有独立权利要求1的特征的用于跟踪频率信号的方法和相应的具有独立权利要求8的特征的、用于实施跟踪方法的、用于车辆的传感器单元相对来说具有以下优点，即在单元自身中实现对在单元内提供的频率信号的监控和跟踪。

由此，频率信号的监控和跟踪使得能够发现时钟发生器或者振荡器有误差的功能。所以能够直接在单元中跟踪并由此来补偿小的频率漂移。同时能够识别并示出硬件缺陷。

通过利用外部的参考时钟信号(例如通过由控制器所提供的SPI命令的同步信号或数据查询)能够通过运行期间的调节循环来重新调整时钟发生器或振荡器，从而使得在振荡状态方面取代于约5％的公差而达到约2％的实质上更小的公差。由此以有利的方式，为了得出更高的精度能够略去用于减小振荡器公差的温度传感器的实现，并且省去了实现其所需要的ASIC面积。本发明的实施形式能够实施纯数字式的实现并因此不会有相当大的额外的费用。

本发明的实施形式提供了一种用于跟踪频率信号的方法，所述频率信号在单元内提供。在此，经由至少一个接口单元接收至少一个信号并且所提供的频率信号由第一计数器在所述单元内计数。依据本发明，所述第一计数器的当前的计数器读数根据所述至少一个信号存储在所述单元内的第一寄存器中并且由所述单元内的比较单元来与预定的值域作比较。所述值域根据至少一个预定的阈值来限定，其中，当所述由所述第一寄存器作为输出信号输出的所述第一计数器的当前的计数器读数处于所述预定的值域之外时，由所述比较单元生成调节信号，所述调节信号影响所述频率信号的频率的跟踪。此外，经由所述调节信号生成所述频率信号的跟踪信号。

为了执行用于跟踪频率信号的方法提出了用于车辆的传感器单元。在此，所述用于车辆的传感器单元包括至少一个用于获取物理量的传感器元件、用于提供频率信号的时钟发生器、用于跟踪所述频率信号的频率的设定单元、至少一个用于与控制器数据通信的接口单元和监控单元，用于监控所提供的频率信号的所述监控单元包括用于计数所提供的频率信号的第一计数器并且经由所述至少一个接口单元从控制器接收至少一个信号。依据本发明，所述监控单元包括第一寄存器和比较单元，所述第一寄存器根据所述至少一个信号存储所述第一计数器的当前的计数器读数，所述比较单元将在所述第一寄存器中存储的当前的计数器读数与预定的值域作比较。所述值域根据至少一个预定的阈值来限定，其中，当所述由所述第一寄存器作为输出信号输出的所述第一计数器的当前的计数器读数处于所述预定的值域之外时，由所述比较单元生成调节信号，所述调节信号影响所述频率信号的频率的跟踪。此外，所述设定单元根据所述调节信号生成所述频率信号的跟踪信号。