DE112010000848T5

DE112010000848T5 - Schaltungen und Verfahren zum Erzeugen eines Selbsttests eines Magnetfeldsensors

Info

Publication number: DE112010000848T5
Application number: DE112010000848T
Authority: DE
Inventors: Andrea Foletto; Michael C. Doogue; Ravi Vig; Andreas P. Friedrich; William P. Taylor; P. Karl Scheller
Original assignee: Allegro Microsystems Inc
Current assignee: Allegro Microsystems Inc
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2030-02-17
Also published as: US9151807B2; US20100211347A1; WO2010096367A4; US20130134965A1; US20140312883A1; WO2010096367A1; US8818749B2; US8447556B2; DE112010000848B4

Abstract

Ein Magnetfeldsensor weist eingebaute Selbsttestschaltungen auf, welche einen Selbsttest der meisten oder aller Schaltungen des Magnetfeldsensors erlauben bzw. ermöglichen, einschließlich eines Selbsttest eines Magnetfeldsensierelementes, welches innerhalb des Magnetfeldsensors verwendet wird, während der Magnetfeldsensor in einem normalen Betrieb arbeitet.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Magnetfeldsensoren und insbesondere auf Magnetfeldsensoren, welche eine Selbsttestfähigkeit haben.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie bekannt ist, gibt es eine Vielfalt von Typen von Magnetfeldsensierelementen bzw. Magnetfelderkennungselementen, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf Halleffektelemente, Magnetowiderstandselemente und Magnetotransistoren. Wie auch bekannt ist, gibt es verschiedene Typen von Halleffektelementen, beispielsweise ein planares Hallelement, ein vertikales Hallelement und ein zirkulares Hallelement. Wie auch bekannt ist, gibt es verschiedene Typen von Magnetowiderstandselementen, beispielsweise ein Riesenmagnetowiderstandselement (GMR = Giant Magneto Resistance = Riesenmagnetowiderstand), ein anisotropes Magnetowiderstandselement (AMR = Anisotropic Magneto Resistance = Anisotroper Magnetwiderstand), ein Tunnelmagnetowiderstandselement (TMR = Tunnelling Magneto Resistance = Tunnelmagnetowiderstand) und einen magnetischen Tunnelkontakt (MTJ = Magnetic Tunnel Junction = Magnetischer Tunnelkontakt).
Halleffektelemente erzeugen eine Ausgabespannung proportional zu einem Magnetfeld. Im Gegensatz dazu verändern Magnetowiderstandselemente den Widerstand in Proportion zu einem Magnetfeld. In einer Schaltung kann ein elektrischer Strom durch das Magnetowiderstandselement gerichtet sein, wodurch er ein Spannungsausgabesignal proportional zu dem Magnetfeld erzeugt.
Magnetfeldsensoren, d. h. Schaltungen, welche Magnetfeldsensierelemente verwenden, werden in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Stromsensor, welcher ein Magnetfeld, welches durch einen Strom erzeugt wird, welcher durch einen stromführenden Leiter geführt wird, sensiert bzw. erkennt, einen Magnetschalter, welcher die Nähe eines ferromagnetischen Objekts sensiert, einen Drehdetektor, welcher vorbeitretende ferromagnetische Artikel, beispielsweise magnetische Domänen eines Ringmagneten, sensiert und einen Magnetfeldsensor, welcher eine magnetische Felddichte eines Magnetfelds sensiert.
Wie bekannt ist, haben einige integrierte Schaltungen interne eingebaute Selbsttestfähigkeiten (BIST = Bild In Self Test = Eingebauter Selbsttest). Ein eingebauter Selbsttest ist eine Funktion, welche alle oder einen Teil der internen Funktionalitäten einer integrierten Schaltung überprüfen bzw. verifizieren kann. Einige Typen von integrierten Schaltungen haben eingebaute Selbsttestschaltungen, welche direkt in den integrierten Schaltungschip gebaut sind. Typischerweise wird der eingebaute Selbsttest durch externe Mittel aktiviert, beispielsweise ein Signal, welches von außerhalb der integrierten Schaltung an bestimmte Pins bzw. Anschlussstifte oder Anschlüsse an der integrierten Schaltung kommuniziert wird. Beispielsweise kann eine integrierte Schaltung, welche einen Speicherabschnitt hat, eine eingebaute Selbsttestschaltung einschließen, welche durch ein Selbsttestsignal aktiviert werden kann, welches von außerhalb der integrierten Schaltung kommuniziert wird. Die eingebaute Selbsttestschaltung kann den Speicherabschnitt der integrierten Schaltung in Antwort auf das Selbsttestsignal testen.
Herkömmliche eingebaute Selbsttestschaltungen neigen dazu, es der integrierten Schaltung nicht zu erlauben, ihre vorgesehene Funktion durchzuführen, während der eingebaute Selbsttest durchgeführt wird. An Stelle dessen gebraucht während des eingebauten Selbsttests die eingebaute Selbsttestschaltung alle oder Teile von Schaltungen auf der integrierten Schaltung auf eine bestimmte Art und Weise, welche nicht notwendigerweise einen gleichzeitigen Betrieb von Funktionen erlaubt, von denen vorgesehen ist, dass sie die integrierte Schaltung durchführt. Demzufolge wird der eingebaute Selbsttest typischerweise nur einmal aktiviert, beispielsweise beim Einschalten der integrierten Schaltung oder von Zeit zu Zeit. Zu anderen Zeiten bzw. Zeitpunkten sind die eingebaute Selbsttestschaltung und die Funktion schlafend und die integrierte Schaltung kann ihre vorgesehene Funktion durchführen.
Weiterhin neigen, wenn sie in Magnetfeldsensoren verwendet werden, herkömmliche eingebaute Selbsttestschaltungen dazu, das Magnetfeldsensierelement, welches in dem Magnetfeldsensor verwendet wird, nicht zu testen.
Es wäre erstrebenswert, eingebaute Selbsttestschaltungen und Techniken in einem Magnetfeldsensor vorzusehen, welche es ermöglichen, dass der Selbsttest von Zeit zu Zeit oder auf einen Befehl hin ablauft, während der Magnetfeldsensor gleichzeitig seine vorgesehene Funktion durchführt. Es wäre auch erstrebenswert, einen solchen gleichzeitigen Selbsttest vorzusehen, welcher ein Magnetfeldsensierelement testet, welches in dem Magnetfeldsensor verwendet wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht Selbsttestschaltungen und Techniken in einem Magnetfeldsensor vor, welche es ermöglichen, dass der Selbsttest von Zeit zu Zeit oder auf einen Befehl hin ausgeführt wird, während der Magnetfeldsensor gleichzeitig seine vorgesehene Funktion durchführt. Die vorliegende Erfindung sieht auch einen solchen gleichzeitigen Selbsttest vor, welcher ein Magnetfeldsensierelement testet, welches in dem bzw. innerhalb des Magnetfeldsensors verwendet wird.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Magnetfeldsensor ein Magnetfeldsensierelement auf, welches durch ein Substrat unterstützt bzw. abgestützt wird. Das Magnetfeldsensierelement ist zum Erzeugen eines zusammengesetzten Magnetfeldsignals, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalabschnitt bzw. Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil bzw. Signalabschnitt hat. Der auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil reagiert auf ein gemessenes Magnetfeld. Der auf einen Selbsttest reagierende Signalanteil reagiert auf ein Selbsttestmagnetfeld. Der Magnetfeldsensor weist auch eine Selbsttestschaltung auf, welche einen Selbstteststromleiter in der Nähe zu dem Magnetfeldsensierelement hat. Der Selbstteststromleiter ist zum Führen eines Selbstteststromes, um das Selbsttestmagnetfeld zu erzeugen. Der Magnetfeldsensor weist auch eine Verarbeitungsschaltung auf, welche gekoppelt ist, um ein Signal, welches für das zusammengesetzte Magnetfeldsignal repräsentativ ist, zu empfangen. Die Verarbeitungsschaltung ist konfiguriert, um ein Sensorsignal zu erzeugen, welches repräsentativ ist für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil. Die Verarbeitungsschaltung ist auch konfiguriert, um wenigstens eines eines diagnostischen Signals bzw. Diagnosesignals, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, oder eines zusammengesetzten Signals, welches repräsentativ ist sowohl für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil, zu erzeugen.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Erzeugen eines Selbsttests eines Magnetfeldsensors ein Erzeugen eines zusammengesetzten Magnetfeldsignals mit einem Magnetfeldsensierelement, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil hat. Der auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil reagiert auf ein gemessenes Magnetfeld. Der auf einen Selbsttest reagierende Signalabschnitt reagiert auf ein Selbsttestmagnetfeld. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen eines Selbstteststromes in einem Selbstteststromleiter benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement ein. Der Selbstteststromleiter ist zum Führen des Selbstteststromes, um das Selbsttestmagnetfeld zu erzeugen. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen eines Sensorausgabesignals, welches repräsentativ für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil ist, ein. Das Verfahren schließt auch das Erzeugen von wenigstens einem eines Diagnosesignals, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, oder eines zusammengesetzten Signals, welches repräsentativ für sowohl den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, ein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden Merkmale der Erfindung sowie die Erfindung selbst können vollständiger verstanden werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Zeichnungen, in welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, welches einen Magnetfeldsensor in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigt, welcher ein Magnetfeldsensierelement, einen Selbsttestleiter, einen Diagnoseanfrageprozessor, einen Signalprozessor und Ausgabeschaltungen hat;
2 ein Blockdiagramm ist, welches eine beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelements und des Selbsttestleiters der 1 zeigt;
2A ein Blockdiagramm ist, welches eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelements und des Selbsttestleiters der 1 zeigt;
2B ein Blockdiagramm ist, welches noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelements und des Selbsttestleiters der 1 zeigt;
2C ein Blockdiagramm ist, welches noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 zeigt;
2D ein Blockdiagramm ist, welches noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes, hier gezeigt als vier Magnetfeldsensierelemente, und den Selbsttestleiter der 1 zeigt;
3 ein Blockdiagramm ist, welches einen Querschnitt zeigt, welcher repräsentativ für eine beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 ist, nämlich, das Magnetfeldsensierelement und den Selbsttestleiter der 2B, wobei die Anordnung ein elektromagnetisches Schild aufweist;
3A ein Blockdiagramm ist, welches einen Querschnitt zeigt, welcher repräsentativ für eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 ist, wobei die Anordnung ein elektromagnetisches Schild aufweist;
3B ein Blockdiagramm ist, welches einen Querschnitt zeigt, welcher repräsentativ für noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 ist;
3C ein Blockdiagramm ist, welches einen Querschnitt zeigt, welcher repräsentativ für noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 ist, nämlich das Magnetfeldsensierelement und den Selbsttestleiter der 2C, wobei die Anordnung ein elektromagnetisches Schild aufweist;
3D ein Blockdiagramm ist, welches einen Querschnitt zeigt, welcher repräsentativ für noch eine andere beispielhafte Anordnung des Magnetfeldsensierelementes und des Selbsttestleiters der 1 ist, wobei die Anordnung ein elektromagnetisches Schild aufweist;
3E bis 3G Blockdiagramme sind, welche drei Anordnungen für Magnetfeldsensoren zeigen;
4 ein Blockdiagramm ist, welches weitere Details des Diagnoseanfrageprozessors der 1 zeigt;
5 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Magnetfeldsensors ist, welches weitere Details des Magnetfeldsensierelementes, des Selbsttestleiters und des Signalprozessors der 1 zeigt;
5A ein Blockdiagramm eines anderen beispielhaften Magnetfeldsensors ist, welches weitere Details des Magnetfeldsensierelementes, des Selbsttestleiters und des Signalprozessors der 1 zeigt;
5B ein Blockdiagramm ist, welches gemeinsame Drainausgabeschaltungen zeigt, welche als ein Teil des Magnetfeldsensors der 5 und 5A verwendet werden können;
6 ein Blockdiagramm noch eines anderen beispielhaften Magnetfeldsensors ist, welches weitere Details des Magnetfeldsensierelementes, des Selbsttestleiters und des Signalprozessors der 1 zeigt;
7 ein Diagramm ist, welches beispielhafte Ausgabesignale von den Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 zeigt;
7A ein Diagramm ist, welches ein anderes beispielhaftes Ausgabesignal von den Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 zeigt;
7B bis 7F Diagramme sind, welche verschiedene beispielhafte Diagnoseeingabesignale zeigen, welche durch den Diagnoseanfrageprozessor der Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 empfangen werden;
8 ein Diagramm ist, welches ein Diagnoseeingabesignal, das gleiche wie oder ähnlich zu dem Diagnoseneingabesignal der 7B zeigt, welches durch den Diagnoseanfrageprozessor des Magnetfeldsensors der 1, 5, 5A und 6 empfangen wird;
8A bis 8D Diagramme sind, welche verschiedene beispielhafte Diagnoseausgabesignale zeigen, welche durch die Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 erzeugt werden;
9 ein Diagramm ist, welches beispielhafte Ausgabesignale, die gleichen wie oder ähnlich zu den Ausgabesignalen, welche in 7 gezeigt sind, von den Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 zeigt;
9A ein Diagramm ist, welches ein Diagnoseeingabesignal zeigt, das gleiche wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal der 7B und 8, welches durch den Diagnoseanfrageprozessor der Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 empfangen wird;
9B bis 9E Diagramme sind, welche verschiedene beispielhafte kombinierte Ausgabesignale zeigen, welche durch die Magnetfeldsensoren der 1, 5, 5A und 6 erzeugt werden;
10 und 10B eine Serie von Diagrammen sind, welche ein Diagnosesteuersignal, ein Diagnoseausgabesignal, welches durch die Magnetfeldsensoren der 5 und 6 erzeugt wird, und ein Diagnoseausgabesignal, welches durch den Magnetfeldsensor der 5A erzeugt wird, zeigen;
11 eine Draufsicht auf ein beispielhaftes elektromagnetisches Schild ist, welches einen Teil des Magnetfeldsensors der 1 bilden kann, und welches als das elektromagnetische Schild der 3, 3A, 3C und 3D verwendet werden kann;
12 eine Draufsicht auf ein anderes beispielhaftes elektromagnetisches Schild ist, welches einen Teil des Magnetfeldsensors der 1 bilden kann, und welches als das elektromagnetische Schild der 3, 3A, 3C und 3D verwendet werden kann;
13 eine Draufsicht auf noch ein anderes elektromagnetisches Schild ist, welches einen Teil des Magnetfeldsensors der 1 bilden kann, und welches als das elektromagnetische Schild der 3, 3A, 3C und 3D verwendet werden kann;
14 eine Draufsicht auf noch ein anderes beispielhaftes elektromagnetisches Schild ist, welches einen Teil des Magnetfeldsensors der 1 bilden kann, und welches als das elektromagnetische Schild der 3, 3A, 3C und 3D verwendet werden kann;
15 ein Blockdiagramm ist, welches eine Mehrzahl von Magnetfeldsensoren zeigt, welche verwendet werden, um eine Position eines Gangschalthebels, wie er in einem Automobil vorgesehen sein kann, zu sensieren bzw. zu erkennen; und
16 ein Blockdiagramm einer Schaltung ist, welche einen Selbsttestleiter hat, durch welchen einen Richtung eines Antriebsstromes bzw. Treiberstromes verändert werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bevor die vorliegende Erfindung beschrieben wird, werden einige einführende Konzepte und die Terminologie erklärt. Wie hierin verwendet, wird der Term bzw. Wortlaut „Magnetfeldsensierelement” bzw. ”Magnetfelderkennungselement” verwendet, um eine Vielzahl von elektronischen Elementen zu beschreiben, welche ein Magnetfeld sensieren bzw. erkennen können. Die Magnetfeldsensierelemente können sein, sind jedoch nicht beschränkt auf Halleffektelemente, Magnetowiderstandselemente oder Magnetotransistoren. Wie bekannt ist gibt es verschiedene Typen von Halleffektelementen, beispielsweise ein planares Hallelement, ein vertikales Hallelement und ein zirkulares Hallelement. Wie auch bekannt ist, gibt es verschiedene Typen von Magnetowiderstandselementen, beispielsweise ein Riesenmagnetowiderstands(GMR = Giant Magneto Resistance = Riesenmagnetwiderstand)-Element, ein anisotropes Magnetowiderstandselement (AMR = Anisotropic Magneto Resistance = Anisotroper Magnetwiderstand), ein Tunnelmagnetowiderstands-(TMR = Tunnelling Magneto Resistance = Tunnelmagnetowiderstand)-Element, einen Indium-Antimonit(InSb)-Sensor und einen magnetischen Tunnelkontakt (MTJ = Magnetic Tunnel Junction = Magnetischer Tunnelkontakt).
Wie bekannt ist, neigen einige der oben beschriebenen Magnetfeldsensierelemente dazu, eine Achse maximaler Empfindlichkeit parallel zu einem Substrat zu haben, welches das Magnetfeldsensierelement abstützt, und andere der oben beschriebenen Magnetfeldsensierelemente neigen dazu, eine Achse maximaler Empfindlichkeit rechtwinklig zu einem Substrat zu haben, welches das Magnetfeldsensierelement abstützt. Insbesondere neigen die meisten Typen von Magnetowiderstandselementen dazu, Achsen maximaler Empfindlichkeit parallel zu dem Substrat zu haben und die meisten Typen von Hallelementen neigen dazu, Achsen von Empfindlichkeit rechtwinklig zu einem Substrat zu haben.
Wie hierin verwendet wird der Term bzw. Wortlaut „Magnetfeldsensor” verwendet, um eine Schaltung zu beschreiben, welche ein Magnetfeldsensierelement aufweist. Magnetfeldsensoren werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet einschließend, jedoch nicht beschränkt auf einen Stromsensor, welcher ein Magnetfeld erkennt bzw. sensiert, welches durch einen Strom erzeugt wird, welcher durch einen stromführenden Leiter geführt wird, einen magnetischen Schalter, welcher die Nähe eines ferromagnetischen Objekts erkennt, einen Drehdetektor, welcher vorbeitretende ferromagnetische Artikel, beispielsweise magnetische Domänen eines Ringmagneten, erkennt, und einen Magnetfeldsensor, welcher eine Magnetfeldichte eines Magnetfeldes erkennt.
Bezug nehmend auf 1 weist ein Magnetfeldsensor 10 ein Magnetfeldsensierelement 32 auf, welches durch ein Substrat (nicht gezeigt) abgestützt wird. Das Magnetfeldsensierelement 32 ist zum Erzeugen eines zusammengesetzten Magnetfeldsignals 32a, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil hat. Der auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil reagiert auf ein gemessenes Magnetfeld. Der auf einen Selbsttest reagierende Signalanteil reagiert auf ein Selbsttestmagnetfeld. Der Magnetfeldsensor 10 weist auch eine Selbsttestschaltung auf, welche einen Selbstteststromleiter 30 in der Nähe zu dem Magnetfeldsensierelement 32 hat. Der Selbstteststromleiter 30 ist zum Leiten bzw. Führen eines Selbstteststromes 24a zum Erzeugen des Selbsttestmagnetfelds. Der Magnetfeldsensor 10 weist auch eine Verarbeitungsschaltung 34 auf, welche gekoppelt ist, um ein Signal, beispielsweise das Signal 32a, welches repräsentativ für das zusammengesetzte Magnetfeldsignal 32a ist, zu empfangen. Die Verarbeitungsschaltung 34 ist konfiguriert, um ein Sensorsignal 36a zu erzeugen, welches repräsentativ für den Magnetfeldsignalanteil ist. Die Verarbeitungsschaltung 34 ist auch konfiguriert, um wenigstens eines eines Diagnosesignals 36c, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist oder eines zusammengesetzten Signals 36b, welches repräsentativ für sowohl den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen ist das Selbsttestmagnetfeld innerhalb eines Bereichs von ungefähr 20 bis 40 Gauss. In anderen Ausführungsformen jedoch kann das Selbsttestmagnetfeld kleiner als 20 Gauss oder größer als 40 Gauss sein.
Der Magnetfeldsensor 10 kann Leistungs- und Bias- bzw. Vorspannungs- und Treiberschaltungen 22 aufweisen. Die Leistungs- und Bias- und Treiberschaltungen 22 können eine Leistungsschaltung und ein Bias-Modul 28 aufweisen, welche konfiguriert sind, um verschiedene Spannungen und Ströme für den Rest der Schaltungen innerhalb des Magnetfeldsensors 10 vorzusehen. Die Leistungs- und Bias- und Treiberschaltungen 22 können auch ein Sensorelementtreibermodul 26 (beispielsweise eine Stromquelle) aufweisen, welche beispielsweise konfiguriert ist, um ein Stromsignal 26a zu erzeugen, welches mit dem Magnetfeldsensierelement 32 gekoppelt ist. Die Leistungs- und Bias- und Treiberschaltungen 22 können auch ein Spulentreibermodul 24 (beispielsweise eine Stromquelle) aufweisen, welche konfiguriert ist, um ein Stromsignal 24a zu erzeugen, welches mit dem Selbstteststromleiter 30 gekoppelt ist. In anderen Ausführungsformen jedoch kann ein externes Spulentreibermodul, entfernt von der integrierten Schaltung 10 verwendet werden.
Der Magnetfeldsensor 10 kann auch einen Diagnoseanfrageprozessor bzw. Diagnoseanforderungsprozessor 58 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um ein Diagnoseeingabesignal (Diag_In) 23 zu empfangen. Der Diagnoseanfrageprozessor 58 wird vollständiger unten in Verbindung mit 4 beschrieben und das Diagnoseeingabesignal 23 wird vollständiger untenstehend in Verbindung mit den 4 und 7B bis 7F beschrieben. Es sei jedoch an dieser Stelle ausreichend zu sagen, dass, in manchen Ausführungsformen, das Diagnoseeingabesignal 23 durch den Diagnoseanfrageprozessor 58 dekodiert werden kann, und, in Antwort auf das Diagnoseeingabesignal 23 der Diagnoseanfrageprozessor 58 einen Selbsttest des Magnetfeldsensors 10 initiieren kann. Der Diagnoseanfrageprozessor 58 kann ein Diagnosesteuersignal 58 erzeugen und das Spulentreibermodul 24 kann gekoppelt sein, um das Diagnosesteuersignal 58a zu empfangen. In Antwort auf das Diagnosesteuersignal 58a kann die Spulentreiberschaltung 24 das Stromsignal 24a erzeugen.
Die Verarbeitungsschaltung 34 (hierauf wird hierin auch Bezug genommen als ein Signalprozessor 34) kann ein Verarbeitungsmodul 36 aufweisen, welches entweder einen analogen Signalprozessor 830, einen digitalen Signalprozessor 40 oder irgendeine Kombination von analogen und digitalen Prozessoren 38, 40 hat, welche irgendeine Kombination von analogen und digitalen Verarbeitungen des zusammengesetzten Magnetfeldsignals 32a durchführen. Der Pfeil, welcher zwischen dem analogen Signalprozessor 38 und dem digitalen Signalprozessor 40 gezeigt ist, wird lediglich dazu verwendet, um die Kombination von analoger und digitaler Signalverarbeitung und verschiedenen Kopplungen dazwischen anzuzeigen.
Der Signalprozessor 34 kann auch ein Verstärkungsanpassungsmodul 24, ein Offset-Anpassungsmodul 44 und ein Temperaturanpassungsmodul 46 aufweisen, wovon jedes mit dem Verarbeitungsmodul 36 gekoppelt ist. Das Verstärkungsanpassungsmodul 42 ist konfiguriert, um zu einem Signal 48 beizutragen, welches durch das Verarbeitungsmodul 36 empfangen wird, wobei das Signal 48 konfiguriert ist, um eine Verstärkung des Verarbeitungsmoduls 36 anzupassen oder zu kalibrieren. Das Offset-Anpassungsmodul 44 ist auch konfiguriert, um zu dem Signal 48, welches durch das Verarbeitungsmodul 36 empfangen wird, beizutragen, wobei das Signal 48 auch konfiguriert ist, um einen DC-Offset des Verarbeitungsmoduls 36 anzupassen oder zu kalibrieren. Das Temperaturanpassungsmodul 46 ist auch konfiguriert, um zu dem Signal 48, welches durch das Verarbeitungsmodul 36 empfangen wird, beizutragen, wobei das Signal 48 konfiguriert ist, um eine Verstärkung und/oder einen DC-Offset des Verarbeitungsmodules 36 über bzw. in Abhängigkeit von Temperaturabweichungen anzupassen oder zu kalibrieren. Es wird verstanden werden, dass eine Verstärkung, ein Offset und eine Temperatur nur einige gemeinsame Parameter sind, welche kompensiert/angepasst werden, dass jedoch die Kompensation/Anpassung nicht nur auf diese Parameter beschränkt ist.
Das Verarbeitungsmodul 36 ist konfiguriert, um das Sensorsignal 36a zu erzeugen, welches repräsentativ für den oben beschriebenen auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil ist. Das Verarbeitungsmodul 36 ist auch konfiguriert, um wenigstens eines des Diagnosesignals 36c, welches repräsentativ für den oben beschriebenen auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, oder des zusammengesetzten Signals 36b, welches repräsentativ sowohl für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen kann der Magnetfeldsensor 10 auch Ausgabeschaltungen 50, beispielsweise eine Sensorausgabeformatierschaltung 52, eine Diagnoseausgabeformatierschaltung 56 und eine Kombinierschaltung 54 auweisen. Der Betrieb der Sensorausgabeformatierschaltung 52 der Diagnoseausgabeformatierschaltung 56 und der Kombinierschaltung 54 werden weiter verstanden werden aus der untenstehenden Diskussion in Verbindung mit den 8 bis 8D und 9 bis 9E. Es sei an dieser Stelle ausreichend zu sagen, dass die Sensorausgabeformatierschaltung 52 das Signal 36a, welches repräsentativ für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signal anteil ist, umformatieren bzw. reformatieren kann, um ein Sensorausgabesignal 52a (Sensor_Out) zu erzeugen. Die Diagnosesignalformatierschaltung 56 kann das Signal 36c, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, umformatieren bzw. reformatieren, um ein Diagnoseausgabesignal 56a (Diag_Out) zu erzeugen. Die Kombinierschaltung 54 kann entweder das Signal 36b, welches repräsentativ ist für sowohl den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil, reformatieren bzw. umformatieren, um ein kombiniertes Ausgabesignal 54a (Combined_Out) zu erzeugen, oder es kann die Signale 52a, 56a verwenden, um ein ähnliches Resultat bzw. Ergebnis zu erreichen.
Der Magnetfeldsensor 10 kann auch ein externes Spulentreibersignal 16 und eine externe Masse 20 vorsehen, welche mit einem externen Leiter oder einer Spule 18 gekoppelt werden können. Die Spule 18 kann an Stelle des Selbstteststromleiters 30 verwendet werden, um das oben beschriebene Selbsttestmagnetfeld zu erzeugen.
In Betrieb kann das Stromsignal 24a ein Pulssignal sein und demzufolge kann das Selbsttestmagnetfeld ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch den Selbstteststromleiter 30 oder durch die externe Spule 18 erzeugt wird. Das Selbsttestmagnetfeld kann physikalisch mit dem oben beschriebenen gemessenen Magnetfeld kombinieren, welches ein Feld ist, welches mit demjenigen verbunden ist, für dessen Messung der Magnetfeldsensor 10 vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Magnetfeldsensor 10 vorgesehen sein, um ein Magnetfeld zu messen, welches mit einem ferromagnetischen oder einem magnetischen Objekt verbunden ist, welches das gemessene Magnetfeld erzeugt. Als ein anderes Beispiel kann der Magnetfeldsensor 10 vorgesehen sein, um einen Strom, welcher in einem Leiter (nicht gezeigt) fließt, zu messen, welcher das gemessene Magnetfeld erzeugt.
In Betrieb wird die Kombination des gemessenen Magnetfelds und des Selbsttestmagnetfeldes durch das Magnetfeldsensierelement 32 empfangen. Das Selbsttestmagnetfeld kann durch das Diagnoseeingabesignal 23 initiiert werden, welches vollständiger untenstehend in Verbindung mit den 7 bis 7F beschrieben ist. Das Selbsttestmagnetfeld kann auch auf anderen Wegen initiiert werden, welche vollständiger untenstehend in Verbindung mit 4 beschrieben sind. Das Magnetfeldsensierelement erzeugt demnach das oben beschriebene zusammnengesetzte Magnetfeldsignal 32a, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil hat, welcher auf das gemessene Magnetfeld reagiert, und einen auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil hat, welcher auf das Selbsttestmagnetfeld reagiert.
In einigen Ausführungsformen kann die Verarbeitungsschaltung 36 arbeiten, um den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil von dem auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil zu trennen, um das Sensorsignal 36a, welches repräsentativ ist für den Magnetfeldsignalanteil, und das Diagnosesignal 36c zu erzeugen, welches repräsentativ ist für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil. In manchen Ausführungsformen jedoch kann die Verarbeitungsschaltung das zusammengesetzte Signal 36b erzeugen, welches repräsentativ ist für sowohl den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil, und zwar zusätzlich zu oder an Stelle des Signals 36c.
In Betrieb können die Ausgabeschaltungen 50 die Signale 36a bis 36c in wenigstens die untenstehend in Verbindung mit den 8A bis 8D, 9, 9B bis 9E, 10A und 10B beschriebenen Formate umformatieren bzw. reformatieren.
Bezug nehmend nunmehr auf 2, in welcher gleiche Elemente der 1 gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Selbstteststromleiter 30' (wobei das Strichsymbol eine bestimmte Variation des Selbstteststromleiters 30 der 1 anzeigt) benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement 32. Wenn ein Strom in der Richtung des Pfeiles des Leiters 30' durch den Selbstteststromleiter 30' hindurchtritt, wird ein Selbsttestmagnetfeld 60a erzeugt und durch das Magnetfeldsensierelement 32 als ein Magnetfeld, welches im Allgemeinen rechtwinklig zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensierelementes 32 ist, empfangen. Demnach ist diese Anordnung im Allgemeinen geeignet für die meisten Typen von Halleffektelementen.
Das Selbsttestmagnetfeld 60a kann ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch einen gepulsten Strom erzeugt wird, welcher durch den Selbstteststromleiter 30' geführt bzw. geleitet wird. Das Selbsttestmagnetfeld 60a addiert bzw. addiert sich physikalisch zu irgendeinem anderen Magnetfeld (nicht gezeigt), beispielsweise dem gemessenen Magnetfeld, welches durch das Magnetfeldsensierelement 32 erfahren wird.
Bezugnehmend nunmehr auf 2A, in welcher gleiche Elemente der 1 und 2 gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Selbstteststromleiter 30'' benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement 32. Der Selbstteststromleiter 30'' bildet eine Schleife mit einer Wicklung um das Magnetfeldsensierelement 32. Wenn ein Strom in der Richtung der Pfeile an dem Leiter 30'' durch den Selbstteststromleiter 30'' hindurchtritt, wird ein Selbsttestmagnetfeld 60b erzeugt und durch das Magnetfeldsensierelement 32 empfangen als ein Magnetfeld, welches im Allgemeinen rechtwinklig zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensierelementes 32 ist. Demnach ist diese Anordnung auch im Allgemeinen für die meisten Typen von Halleffektelementen geeignet.
Es wird verstanden werden, dass das Selbsttestmagnetfeld 60b größer ist als das Selbsttestmagnetfeld 60a der 2, wenn der Selbstteststrom der gleiche ist.
Das Selbsttestmagnetfeld 60b kann ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch einen gepulsten Strom erzeugt wird, welcher durch den Selbstteststromleiter 30'' geleitet wird. Das Selbsttestmagnetfeld 60b addiert sich physikalisch zu irgendeinem anderen Magnetfeld (nicht gezeigt), beispielsweise dem gemessenen Magnetfeld, welches durch das Magnetfeldsensierelement 32 erfahren wird.
Bezug nehmend nunmehr auf 2B, in welcher gleiche Elemente der 1, 2 und 2A gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Selbstteststromleiter 30''' benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement 32. Der Selbstteststromleiter 30''' bildet eine Mehrwicklungs-Schleife oder Spule um das Magnetfeldsensierelement 32. Wenn ein Strom in der Richtung der Pfeile an dem Leiter 30''' durch den Selbstteststromleiter 30''' hindurchtritt, wird ein Selbsttestmagnetfeld 60c erzeugt und durch das Magnetfeldsensierelement 32 empfangen als ein Magnetfeld, welches im Allgemeinen rechtwinklig zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensierelementes 32 ist. Demnach ist diese Anordnung auch im Allgemeinen für die meisten Typen von Halleffektelementen geeignet.
Es wird verstanden werden, dass das Selbsttestmagnetfeld 60c größer ist als das Selbsttestmagnetfeld 60a der 2 und das Selbsttestmagnetfeld 60b der 2A, wenn der Selbstteststrom der gleiche ist.
Das Selbsttestmagnetfeld 60c kann ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch einen gepulsten Strom erzeugt wird, welcher durch den Selbstteststromleiter 30''' geleitet wird. Das Selbsttestmagnetfeld 60c addiert sich physikalisch zu irgendeinem anderen Magnetfeld (nicht gezeigt), beispielsweise dem gemessenen Magnetfeld, welches durch das Magnetfeldsensierelement 32 erfahren wird.
Bezug nehmend nunmehr auf 2C, in welcher gleiche Elemente der 1, 2, 2A und 2B gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Selbstteststromleiter 30'''' benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement 32. Wenn ein Strom in der Richtung des Pfeiles an dem Leiter 30'''' durch den Selbstteststromleiter 30'''' hindurchtritt, wird ein Selbsttestmagnetfeld 60d erzeugt und durch das Magnetfeldsensierelement 32 empfangen als ein Magnetfeld, welches im Allgemeinen parallel zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensierelementes 32 ist. Demnach ist diese Anordnung im Allgemeinen für die meisten Typen von Magnetowiderstandselementen geeignet.
Das Selbsttestmagnetfeld 60d kann ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch einen gepulsten Strom erzeugt wird, welches durch den Selbstteststromleiter 30'''' geleitet wird. Das Selbsttestmagnetfeld 60d addiert sich physikalisch zu irgendeinem anderen Magnetfeld (nicht gezeigt), beispielsweise dem gemessenen Magnetfelt, welches durch das Magnetfeldsensierelement 32 erfahren wird.
Bezug nehmend nunmehr auf 2D, in welcher gleiche Elemente der 1, 2, 2A, 2B und 2C gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Selbstteststromleiter 30''''' benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement 32. Das Magnetfeldsensierelement 32 besteht aus vier Magnetfeldsensierelementen 32a bis 32d. Wenn ein Strom in der Richtung des Pfeils an dem Leiter 30''''' durch den Selbstteststromleiter 30''''' hindurchtritt, wird ein Selbsttestmagnetfeld 60e erzeugt und durch das Magnetfeldsensierelement 32a bis 32d als ein Magnetfeld empfangen, welches im Allgemeinen parallel zu den Hauptoberflächen der Magnetfeldsensierelemente 32a bis 32d ist. Demnach ist diese Anordnung im Allgemeinen geeignet für die meisten Typen von Magnetowiderstandselementen.
Das Selbsttestmagnetfeld 60e kann ein gepulstes Magnetfeld sein, welches durch einen gepulsten Strom, welcher durch den Selbstteststromleiter 30''''' geleitet wird, erzeugt wird. Das Selbsttestmagnnetfeld 60e addiert sich physikalisch zu irgendeinem anderen Magnetfeld (nicht gezeigt), beispielsweise dem gemessenen Magnetfeld, welches durch die Magnetfeldsensierelemente 32a bis 32d erfahren wird. In einigen Anordnungen kann ein Knoten 62a mit einer Leistungsversorgungsspannung, beispielsweise Vcc gekoppelt sein, ein Knoten 62d kann mit einer Spannungsreferenz, beispielsweise Masse gekoppelt sein, und Knoten 62b und 62c können ein unterschiedliches Ausgabesignal vorsehen bzw. bereitstellen.
Bezug nehmend nunmehr auf 3 ist ein Querschnitt eines Abschnittes eines Magnetfeldsensors 70 repräsentativ für das Magnetfeldsensierelement 32 und den Selbstteststromleiter 30''' der 2B. Der Magnetfeldsensor 70 weist ein Magnetfeldsensierelement 92 auf, welches durch ein Substrat 82, welches eine Oberfläche 82a hat, abgestützt bzw. unterstützt wird. Das Magnetfeldsensierelement 92 kann beschichtet bzw. eingeschichtet in oder diffundiert in und unter die Oberfläche 82a des Substrates 82 sein, wie es für die Herstellung von Halleffektelementen bekannt ist. Das Magnetfeldsensierelement 92 kann eine Achse 96 maximaler Antwort im Allgemeinen rechtwinklig zu der Oberfläche 82a des Substrates 82 haben.
Der Magnetfeldsensor 70 kann Metalllagen bzw. Metallschichten 84, 86, 88 aufweisen, welche durch isolierende Lagen bzw. isolierende Schichten 76, 78, 80 getrennt sind. Andere metallische und isolierende Lagen bzw. Schichten (nicht gezeigt) können zwischen der leitenden Schicht 76 und der metallischen Schicht 84 angeordnet sein. Ein elektromagnetisches Schild 72 kann über einer anderen isolierenden Schicht 74 angeordnet sein.
Sektionen bzw. Abschnitte 94a bis 94c sind repräsentativ für einen Spulenselbsttestleiter, wie beispielsweise den Selbsttestleiter 30''' der 2B und repräsentativ für den Selbsttestleiter 30 der 1. Die Sektionen 94a bis 94c können einen zusammenhängenden Selbsttestleiter, hier auf verschiedenen der metallischen Schichten 84, 86, 88 angeordnet und über Vias 90a, 90b gekoppelt, bilden. Ein Selbstteststrom, welcher durch den Selbsttestleiter 94a bis 94c geleitet bzw. geführt wird, neigt dazu, ein Selbsttestmagnetfeld entlang der Achse 96 maximaler Antwort zu bilden.
Bezug nehmend nunmehr auf 3A, in welcher gleiche Elemente der 3 gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, kann ein Magnetfeldsensor 100 alle der Lagen bzw. Schichten des Magnetfeldsensors 70 der 3 und auch das Magnetfeldsensierelement 92 der 3 aufweisen, der Selbsttestleiter 94a bis 94c der 3 jedoch kann durch einen ununterbrochenen externen Spulenselbsttestleiter 102 ersetzt sein, welcher, in einigen Ausführungsformen, an bzw. auf einer Leiterplatte 104 angeordnet sein kann. Der externe Selbsttestleiter 102 ist repräsentativ für den externen Selbsttestleiter 18 der 1. Der Selbsttestleiter 102, welcher auf einer metallischen Schicht der Leiterplatte 104 gezeigt ist, kann an Stelle dessen aus einer Mehrzahl von Metallschichten bzw. metallischen Schichten auf bzw. an der Leiterplatte 104 gebildet sein. Ein Selbstteststrom, welcher durch den Selbsttestleiter 102 geleitet wird, neigt dazu, ein Selbsttestmagnetfeld entlang der Achse 96 maximaler Antwort zu bilden.
Bezugnehmend nunmehr auf 3B, in welcher gleiche Elemente der 3 und 3A gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, kann ein Magnetfeldsensor 110 alle der Schichten der Magnetfeldsensoren 70 der 3 und 100 der 3A aufweisen, der externe Selbsttestleiter 102 der 3A jedoch kann durch einen zusammenhängenden externen Spulenselbsttestleiter 114 ersetzt sein. Weiterhin kann das Magnetfeldsensierelement 92 der 3 und 3A durch ein Magnetfeldsensierelement 112 ersetzt sein, welches eine Achse 116 maximaler Antwort im Allgemeinen parallel zu der Oberfläche 82a des Substrates 82 hat. Der externe Selbsttestleiter 114 ist repräsentativ für den externen Selbsttestleiter 18 der 1.
Das Magnetfeldsensierelement 112 kann auf oder in der Nähe der Oberfläche 82a des Substrates 82 angeordnet sein, wie es bekannt ist für die Herstellung von Magnetowiderstandselementen. Das Magnetfeldsensierelement 92 kann eine Achse 116 maximaler Antwort im Allgemeinen parallel zu der Oberfläche 82a des Substrats 82 haben. Ein Selbstteststrom, welcher durch den Selbsttestleiter 114 geleitet wird, neigt dazu, ein Selbsttestmagnetfeld entlang der Achse 116 maximaler Antwort zu bilden.
Bezug nehmend nunmehr auf 3C, in welcher gleiche Elemente der 3 bis 3B gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, kann ein Magnetfeldsensor 120 alle Lagen bzw. Schichten der Magnetfeldsensoren 70, 100 und 110 der 3, 3A und 3B und auch das Magnetfeldsensierelement 112 der 3B aufweisen, der externe Selbsttestleiter 114 der 3B kann jedoch durch einen internen Einzelleiter-Selbsttestleiter 122 ersetzt sein. Der Selbsttestleiter 122 ist repräsentativ für den Selbsttestleiter 30 der 1 und den Selbsttestleiter 30'''' der 2C.
Ein Selbstteststrom, welcher durch den Selbsttestleiter 122 geleitet wird, neigt dazu, ein Selbsttestmagnetfeld entlang der Achse 116 maximaler Antwort zu bilden.
Bezug nehmend nunmehr auf 3D, in welcher gleiche Elemente der 3 bis 3C gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, kann ein Magnetfeldsensor 130 alle Lagen bzw. Schichten der Magnetfeldsensoren 70, 100, 110 und 120 der 3, 3A, 3B und 3C aufweisen, der interne Selbsttestleiter 122 der 3C kann jedoch durch einen externen Einzelleiter-Selbsttestleiter 132 ersetzt sein, welcher, in einigen Ausführungsformen, auf bzw. an einer Leiterplatte 134 angeordnet sein kann. Der Selbsttestleiter 132 ist repräsentativ für den externen Selbsttestleiter 18 der 1.
Ein Selbstteststrom, welcher durch den Selbsttestleiter 132 geleitet wird, neigt dazu, ein Selbsttestmagnetfeld entlang der Achse 116 maximaler Antwort zu bilden.
Während die 3 bis 3D verschiedene alternative Ausführungsformen zeigen, welche mit dem Magnetfeldsensierelement 32 und Selbstteststromleitern 30, 80 oder 1 verbunden sind, wird erkannt werden, dass es viele andere mögliche Konfigurationen bzw. Aufbauten gibt, einschließlich jedoch nicht beschränkt auf Kombinationen der gezeigten Konfigurationen bzw. Aufbauten.
Während die 3 bis 3D repräsentativ für Abschnitte von Magnetfeldsensoren 70, 100, 110, 120, 130 sind, sollte verstanden werden, dass das Magnetfeldsensierelement 32 und der Selbstteststromleiter 30 der 1 auf demselben Substrat als andere Abschnitte des Magnetfeldsensors 10 der 1 angeordnet sein können, oder in anderen Ausführungsformen auf einem zweiten, von den anderen Abschnitten des Magnetfeldsensors 10 der 1 unterschiedlichen Substrat.
Bezug nehmend nunmehr auf 3E kann ein Magnetfeldsensor 144, hier in einer Packung 142 eingehaust, derselbe wie oder ähnlich zu dem Magnetfeldsensor 10 der 1 sein. Der Magnetfeldsensor 144 kann an einen Leiterrahmen, welcher Leitungen bzw. Leiter 146 hat, gekoppelt sein. Die Leiter 146 können elektrisch mit einer Leiterplatte 150 gekoppelt sein. Der Magnetfeldsensor 144 kann auf ein Magnetfeld 148 rechtwinklig zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensors 144 reagierend sein, wie es durch eine Nachbarschaft einer Magnetfeldquelle 140 erzeugt werden kann, beispielsweise ein hartferromagnetisches Objekt.
Bezug nehmend nunmehr auf 3F kann ein Magnetfeldsensor 156, hier in einer Packung 154 eingehaust, derselbe wie oder ähnlich zu dem Magnetfeldsensor 10 der 1 sein. Der Magnetfeldsensor 156 kann mit einem Leiterrahmen, welcher Leiter hat, für welche Leiter 160a, 160b repräsentativ sind, gekoppelt sein. Die Leiter, beispielsweise 160a, 160b, können elektrisch mit einer Leiterplatte 150 gekoppelt sein. Der Magnetfeldsensor 156 kann auf ein Magnetfeld 164, welches parallel zu einer Hauptoberfläche des Magnetfeldsensors 156 ist, reagierend sein, wie es beispielsweise durch die Nachbarschaft einer Magnetfeldquelle 152, beispielsweise einem hartmagnetischem Objekt erzeugt werden kann.
Auch gezeigt, können in einigen alternativen Ausführungsformen die Leiter mit einem gleichmäßigen bzw. bemessenen Leiter 158 gekoppelt sein, welcher als ein Teil des Leiterrahmens gebildet sein kann, von welchem die Leiter 160a, 160b ein anderer Teil sind. Ein gemessener bzw. bemessener Strom, welcher durch den bemessenen Leiter 158 geleitet wird, neigt dazu, ein Magnetfeld 162 zu bilden, welches in das Blatt bzw. die Seite hinein oder aus dieser herausgeht, abhängig von einer Richtung des Stromes, welcher durch den bemessenen Leiter 158 geleitet wird. Für diese Anordnungen kann der Magnetfeldsensor 156 ein Stromsensor sein und der Magnetfeldsensor 156 kann, an Stelle dessen auf das Magnetfeld 162 rechtwinklig zu der Hauptoberfläche des Magnetfeldsensors 156 (d. h. zu dem Strom) reagierend sein, eher als auf das Magnetfeld 164.
Bezug nehmend nunmehr auf 3G kann ein Magnetfeldsensor 170, hier in einer Packung 168 eingehaust, derselbe wie oder ähnlich zu dem Magnetfeldsensor 10 der 1 sein. Der Magnetfeldsensor 170 kann mit einem Leiterrahmen, welcher Leiter hat, gekoppelt sein, für welche ein Leiter 174 repräsentativ ist. Die Leiter, beispielsweise 174, können elektrisch mit einer Leiterplatte 176 gekoppelt sein. Der Magnetfeldsensor 170 kann auf ein Magnetfeld reagierend sein, welches durch eine Nachbarschaft einer Magnetfeldquelle 172 innerhalb der Packung 168 erzeugt wird. Beispielsweise kann die Magnetfeldquelle 172 ein bemessener bzw. gemessener Stromleiter ähnlich zu dem bemessenen bzw. gemessenen Stromleiter 158 der 3F sein.
Bezug nehmend nunmehr auf 4 kann ein Diagnoseanfrageprozessor 190 derselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseanfrageprozessor 58 der 1 sein. Der Diagnoseanfrageprozessor 190 kann gekoppelt sein, um ein Diagnoseeingabesignal 192 zu empfangen, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 sein kann. Der Diagnoseanfrageprozessor 190 kann einen Diagnoseeingabedecoder 204 aufweisen, um das Diagnoseeingabesignal 192 zu empfangen und zu decodieren. Der Diagnoseeingabedecoder 204 kann ein decodiertes Diagnosesignal 204a erzeugen.
Der Diagnoseanfrageprozessor 190 kann auch einen Pulsgenerator 198 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das decodierte Diagnosesignal 204a zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein Diagnosesteuersignal 198a zu erzeugen, welches Pulse in Antwort auf das decodierte Diagnosesignal 204a hat. Das Diagnosesteuersignal 198a kann dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnosesteuersignal 58a der 1 sein.
Der Diagnoseanfrageprozessor bzw. Diagnoseanforderungsprozessor 190 kann auch einen Taktgeber 194 aufweisen, welcher konfiguriert bzw. aufgebaut ist, um ein periodisches Taktsignal 194a zu erzeugen. Der Diagnoseanfrageprozessor 190 kann auch einen internen Diagnosetaktgeber 196 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das Taktsignal 194a zu empfangen und welcher konfiguriert ist, um ein periodisches Diagnosetaktsignal 196a zu erzeugen.
Der Pulsgenerator 198 kann gekoppelt sein, um das Diagnosetaktsignal 196a zu empfangen und kann konfiguriert sein, um das Diagnosesteuersignal 198a zu erzeugen, welches Pulse hat, welche mit dem Diagnosetaktsignal 196a synchronisiert sind.
Demnach kann es wenigstens zwei Wege geben, um den Pulsgenerator 198 und zugeordnete Diagnoseereignisse, d. h. Pulse innerhalb des Diagnoseeingabesignals 198a zu steuern. Wie obenstehend beschrieben ist, kann der Pulsgenerator 198 auf das Diagnoseeingabesignal 192 reagierend sein. Alternativ kann der Pulsgenerator 168 auf das Steuersignal 196a an Stelle von oder zusätzlich zu dem Diagnoseeingabesignal 192 reagierend sein. Wenn er auf das Steuersignal 196a reagierend ist, kann der Pulsgenerator 198 Pulse zu periodischen Zeitintervallen bzw. unter periodischen Zeitabständen oder Gruppen von Pulsen zu periodischen Zeitintervallen bzw. unter periodischen Zeitabständen erzeugen.
Der Diagnoseanfrageprozessor 190 kann auch eine Einschaltschaltung 202 aufweisen, welche gekoppelt ist, um ein Einschaltsignal 202a zu erzeugen, welches einen ersten Zustand für eine vorbestimmte Zeitdauer, nachdem der Magnetfeldsensor, beispielsweise der Magnetfeldsensor 10 der 1 zuerst eingeschaltet wird, gefolgt von einem zweiten unterschiedlichen Zustand hat. Der Pulsgenerator 196 kann gekoppelt sein, um das Einschaltsignal 202a zu empfangen und kann weiterhin auf das Einschaltsignal 202a derart reagierend sein, dass der Pulsgenerator 198 auch Pulse in dem Diagnosesteuersignal 198a in Erwiderung bzw. Reaktion auf das Einschaltsignal 202a erzeugt.
In einigen Ausführungsformen hat das Diagnosetaktsignal 196a eine Frequenz in dem Bereich von ungefähr 10 Hz bis 100 Hz. Das Diagnosetaktsignal 196a kann jedoch auch eine Frequenz höher als 100 Hz (beispielsweise 1000 Hz) oder geringer als 10 Hz (beispielsweise 1 Hz) oder irgendwo zwischen 10 Hz und 100 Hz haben.
In einigen Ausführungsformen erzeugt der Pulsgenerator 198 Pulse, welche eine Periode bzw. Zeitdauer zwischen ungefähr 1 μs und 10 μs in dem Diagnosesteuersignal 198a haben. Der Pulsgenerator 198 kann jedoch auch Pulse erzeugen, welche eine Periode größer als 10 μs (beispielsweise 100 μs) oder weniger als 1 μs (beispielsweise 0,1 μs) oder irgendwo zwischen 1 μs und 10 μs haben.
Das Diagnosesteuersignal 198a kann durch eine Spulentreiberschaltung 200, beispielsweise eine Stromquelle empfangen werden, welche dieselbe wie oder ähnlich zu der Spulentreiberschaltung 24 der 1 sein kann. Die Spulentreiberschaltung 200 kann ein Selbstteststromsignal 200a erzeugen, welches durch den Selbstteststromleiter empfangen wird, welcher derselbe wie oder ähnlich zu dem Selbstteststromleiter 30 der 1 oder der externen Spule 18 der 1 ist.
Bezug nehmend nunmehr auf 5 kann ein Magnetfeldsensor 210 derselbe wie oder ähnlich zu dem Magnetfeldsensor 10 der 1 sein. Der Magnetfeldsensor 210 kann eine Stromquelle 216 aufweisen, welche gekoppelt ist, um ein Versorgungsspannungssignal 212 zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein Selbstteststromsignal 218 zu erzeugen. Die Stromquelle 216 kann dieselbe wie oder ähnlich zu dem Spulentreiber 24 der 1 sein.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch einen Selbstteststromleiter 224 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das Selbstteststromsignal 218 zu empfangen und zu tragen bzw. zu leiten. Während der Selbstteststromleiter 224 als Spule gezeigt ist, wird es aus den 2 bis 2D verstanden werden, dass der Selbstteststromleiter 224 eine einer Vielzahl von Anordnungen haben kann.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch ein Magnetfeldsensierelement 226 aufweisen, welches benachbart zu dem Selbstteststromleiter 224 derart ist, dass das Magnetfeldsensierelement 226 ein Selbsttestmagnetfeld, welches durch den Strom 218 erzeugt wird, welcher durch den Selbstteststromleiter 224 getragen bzw. geführt wird, empfangen kann. Das Magnetfeldsensierelement 226 kann auch ein gemessenes Magnetfeld, welches einem Magnetfeldgenerator (nicht gezeigt) zugeordnet ist, für dessen Messung der Magnetfeldsensor 210 vorgesehen ist, empfangen. Demnach ist der Magnetfeldsensor konfiguriert bzw. aufgebaut, um ein zusammengesetztes Differential-Magnetfeldsignal 226a, 226b zu erzeugen, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil aufweist.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch einen Verstärker 228 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das zusammengesetzte Magnetfeldsignal 226a, 226b zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein verstärktes Signal 228a zu erzeugen, welches repräsentativ für das zusammengesetzte Magnetfeldsignal 226a, 226b ist.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch einen Tiefpassfilter 230 und einen Hochpassfilter 248 aufweisen, von welchem jeder gekoppelt ist, um das verstärkte Signal 228a zu empfangen. Der Tiefpassfilter 230 ist konfiguriert, um ein gefiltertes Signal 230a zu erzeugen, und der Hochpassfilter 248 ist konfiguriert, um ein gefiltertes Signal 248a zu erzeugen.
Ein Vergleicher bzw. Komparator 240 kann gekoppelt sein, um das gefilterte Signal 230a zu empfangen. Der Komparator 240 kann eine Hysterese oder andere Schaltungstechniken haben, um zu zwei Grenzwerten 242 zu führen, einem Magnetfeldbetriebspunkt (BOP = Magnetic Field Operate Point) und einen Magnetfeldauflösungspunkt (BRP = Magnetic Field Release Point). Die BOP- und BRP- Grenzwerte 242 können in einigen Ausführungsformen durch ein Spannungsäquivalent um ungefähr 5 Gauss getrennt sein, welches durch das Magnetfeldsensierelement 226 empfangen wird. In anderen Ausführungsformen können die BOP- und BRP-Grenzwerte 242 durch ein Spannungsäquivalent von ungefähr 50 Gauss, welches durch das Magnetfeldsensierelement 226 empfangen wird, getrennt sein. Die BOP- und BRP-Grenzwerte 242 können jedoch durch ein Spannungsäquivalent von einem Magnetfeld irgendwo zwischen 5 und 50 Gauss getrennt sein. Die BOP- und BRP-Grenzwerte 242 können auch durch ein Spannungsäquivalent von einem Magnetfeld geringer als 5 Gauss oder größer als 50 Gauss getrennt sein. Der Komparator 240 ist konfiguriert, um ein Zweizustands-Vergleichssignal 240a zu erzeugen.
Ein Komparator 250 kann gekoppelt sein, um das gefilterte Signal 248a zu empfangen. Der Komparator 250 kann eine Hysterese oder andere Schaltungstechniken haben, um zu zwei Grenzwerten zu führen, welche relativ nahe von bzw. um eine Diagnosegrenzwertspannung (TH_Diag) 252 beabstandet sind. In einigen Ausführungsformen ist die Hysterese, welche mit der Diagnosegrenzwertspannung 252 verbunden ist, ungefähr 50 mV. Der Komparator 250 ist konfiguriert, um ein Zweizustands-Vergleichssignal 250a zu erzeugen.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch eine Sensorausgabeformatierschaltung (SOFC) 244 aufweisen, welche gekoppelt ist, um das Vergleichssignal 240a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein nichtlineares Sensorausgabesignal 244a zu erzeugen. Die SOFC 244 kann dieselbe wie oder ähnlich zu der Sensorausgabeformatierschaltung 52 der 1 sein.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch eine Diagnoseausgabeformatierschaltung (DOFC) 254 aufweisen, welche gekoppelt ist, um das Vergleichssignal 250a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Diagnoseausgabesignal 254a zu erzeugen. Die DOFC 254 kann dieselbe wie oder ähnlich zu der Diagnoseausgabeformatierschaltung 56 der 1 sein.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch eine Kombinierschaltung 256 aufweisen, welche gekoppelt ist, um das nichtlineare Sensorausgabesignal 244a zu empfangen, welche gekoppelt ist, um das Diagnoseausgabesignal 254a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein kombiniertes Ausgabesignal 256a zu erzeugen. Die Kombinierschaltung 256 kann dieselbe wie oder ähnlich zu der Kombinierschaltung 54 der 1 sein.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch eine andere SOFC 246 aufweisen, welche gekoppelt ist, um das gefilterte Signal 230a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein lineares Sensorausgabesignal 246a zu erzeugen. Die SOFC 246 kann dieselbe wie oder ähnlich zu der Sensorausgabeformatierschaltung 52 der 1 sein.
Der Magnetfeldsensor 210 kann auch einen Diagnoseanfrageprozessor 260 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um ein Diagnoseeingabesignal 258 zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein Diagnosesteuersignal 260a zu erzeugen. Der Diagnoseanfrageprozessor 260 kann derselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseanfrageprozessor 58 der 1 oder dem Diagnoseanfrageprozessor 190 der 4 sein. Der Betrieb des Diagnoseanfrageprozessors 260 kann sein, wie er obenstehend in Verbindung mit 4 beschrieben ist, und wird weiterhin untenstehend in Verbindung mit den 7 bis 7F beschrieben.
In Betrieb kann bei einer Aktivierung des Diagnosesteuersignals 260a die Stromquelle 216 einen oder mehrere Strompulse 218 erzeugen, welche durch den Selbsttestleiter 224 geführt bzw. geleitet werden, was zu einem Selbsttestmagnetfeld führt, welches durch das Magnetfeldsensierelement 226 empfangen wird. Es wird verstanden werden, dass das Selbsttestmagnetfeld und demzufolge der auf den Selbsttest reagierende Signalanteil des zusammengesetzten Magnetfeldsignals 226a, 226b einen Frequenzinhalt haben kann, welcher im Allgemeinen über einem bzw. oberhalb eines Frequenzinhalts eines gemessenen Magnetfeldes ist, für dessen Messung der Magnetfeldsensor 210 vorgesehen ist. Demnach kann das gefilterte Signal 248a vorwiegend aus Bern auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil bestehen, d. h. Pulsen, und das gefilterte Signal 230a kann vorwiegend aus dem auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil bestehen. Demnach wird durch den Weg der Filter 230, 248 das zusammengesetzte Magnetfeldsignal 226a, 226b in zwei Komponenten bzw. Anteile auf gespalten, den auf den Selbsttest reagierenden Signalantteil und den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil.
In einer bestimmten Ausführungsform hat der Tiefpassfilter 230 eine Grenzfrequenz von ungefähr 200 kHz und der Hochpassfilter 248 hat eine Grenzfrequenz oberhalb von ungefähr 200 kHz derart, dass das Signal 248a dazu neigt, den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil des zusammengesetzten Magnetfeldsignals 226a, 226b zu repräsentieren. Demzufolge kann in einigen Ausführungsformen das gemessene Magnetfeld eine Frequenz unterhalb von ungefähr 200 kHz haben.
Es wird verstanden werden, dass der Komparator 250 und der Diagnosegrenzwert 252 sicherstellen können, dass die Pulse in dem gefilterten Signal 248a von geeigneter und ausreichender Größe bzw. Größenordnung sind, um einen zuverlässigen Betrieb des Magnetfeldsensierelementes 226, des Verstärkers 228 und des Filters 248 anzuzeigen. Im Betrieb erzeugt der Komparator 250 das Zweizustands-Vergleichssignal 250a, d. h. Pulse nur, wenn die Pulse in dem gefilterten Signal 248a angemessen bzw. ordnungsgemäß sind. Pulse des Vergleichssignals 250a können durch die DOFC 254 in irgendein Format reformatiert bzw. umformatiert werden, um das Diagnoseausgabesignal 254a zu erzeugen. Beispielhafte Formate des Diagnoseausgabesignals 254a sind untenstehend in Verbindung mit den 8A bis 8D beschrieben.
Wie obenstehend beschrieben ist, besteht das gefilterte Signal 230a vorwiegend aus dem auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil. Die SOFC 246 kann das gefilterte Signal 230 in irgendein Forma reformatieren bzw. umformatieren, um das lineare Sensorausgabesignal 246a zu erzeugen. In einer bestimmten Ausführungsform führt die SOFC 246 das gefilterte Signal 230a lediglich durch die SOFC 246, in welchem Falle keine Reformatierung bzw. Umformatierung auftritt.
Das Vergleichssignal 240a kann den Magnetfeldsensor 210 anzeigen, welcher als ein Magnetschalter arbeitet. Beispielsweise hat, wenn das Magnetfeldsensierelement 226 nahe zu einem gemessenen Magnetobjekt ist, was zu einem Magnetfeld an dem Magnetfeldsensierelement 226 führt, welches größer ist als ein Betriebspunkt, das Vergleichssignal 240a einen ersten Zustand, und wenn das Magnetfeldsensierelement 226 nicht nahe zu einem gemessenen magnetischen Objekt ist, was zu einem Magnetfeld an dem Magnetfeldsensierelement 226 führt, welches geringer ist als ein Auflösungspunkt, hat das Vergleichssignal 240a einen zweiten unterschiedlichen Zustand. Die SOFC 244 kann das Vergleichssignal 240a in irgendein Format reformatieren bzw. umformatieren, um die nichtlineare Sensorausgabe 244a zu erzeugen. In einer bestimmten Ausführungsform führt die SOFC 244 das Vergleichssignal 240a lediglich durch die SOFC 244, in welchem Falle keine Umformatierung bzw. Reformatierung auftritt.
Während viele der Blöcke des Magnetfeldsensors 210 als analoge Blöcke gezeigt sind, sollte anerkannt werden, dass ähnliche Funktionen digital durchgeführt werden können.
Bezug nehmend nunmehr auf 5A, in welcher gleiche Elemente der 5 gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, weist ein Magnetfeldsensor 300 alle Bauteile bzw. Komponenten des Magnetfeldsensors 210 der 5 auf. Zusätzlich weist der Magnetfeldsensor 300 einen Inverter bzw. Umrichter 302 auf, welcher konfiguriert ist, um ein invertiertes Diagnosesteuersignal 302a zu erzeugen. Der Magnetfeldsensor 300 weist auch ein UND-Gatter 304 auf, welches gekoppelt ist, um das Vergleichssignal 250a zu empfangen, welches gekoppelt ist, um das Diagnosesteuersignal 260a zu empfangen, und welches konfiguriert ist, um ein Diagnosevergleichssignal 304a zu erzeugen. Der Magnetfeldsensor 300 weist auch einen Schalter 222 auf, welcher ein FET sein kann, welcher über den Selbstteststromleiter 224 gekoppelt ist, und durch das invertierte Diagnosesteuersignal 302a gesteuert wird. Der Magnetfeldsensor 300 weist auch eine Logikschaltung 306 auf, welche konfiguriert ist, um einen nichtlinearen Sensorgrenzwert (TH_SONL) 314 zu erzeugen, welcher durch den Verstärker 240 an Stelle des BOP-/BRP-Grenzwertes 242 der 5 empfangen wird. Jedes dieser hinzugefügten Elemente verbessert den Betrieb des Magnetfeldsensors 210 der 5 auf Wegen bzw. Art und Weisen, welche weiterhin unterstehend beschrieben werden.
Die Logikschaltung 306 kann ein UND-Gatter 308 aufweisen, welches gekoppelt ist, um das Diagnosevergleichssignal 304a zu empfangen, welches gekoppelt ist, um das nichtlineare Sensorvergleichssignal 240a zu empfangen, und welches konfiguriert ist, um ein Logiksignal 308a zu erzeugen. Das Logiksignal 308a kann an einem Setzknoten eines Setz-/Rücksetz Flip-Flops 310 empfangen werden. Das Setz-/Rücksetz Flip-Flop 310 kann auch gekoppelt sein, um das invertierte Diagnosesteuersignal 302a an einem Rücksetzknoten zu empfangen. Das Setz-/Rücksetz Flip-Flop 310 kann konfiguriert bzw. aufgebaut sein, um ein Steuersignal 310a zu erzeugen, welches durch einen p-Kanal-FET 312 empfangen wird, welcher als ein Schalter zu einer Leistungsversorgung Vcc agiert.
Die Logikschaltung 306 kann einen Inverter bzw. Umrichter 316 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das nichtlineare Sensorvergleichssignal 240a' zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein invertiertes Signal 316a zu erzeugen. Die Logikschaltung 306 kann auch ein anderes UND-Gatter 318 aufweisen, welches gekoppelt ist, um das Diagnosevergleichssignal 304a zu empfangen, welches gekoppelt ist, um das invertierte Signal 316a zu empfangen, und welches konfiguriert bzw. aufgebaut ist, um ein Logiksignal 318a zu erzeugen. Das Logiksignal 318a kann an einem Setzknoten eines anderen Setz-/Rücksetz Flip-Flops 320 empfangen werden. Das Setz-/Rücksetz Flip-Flop 320 kann auch gekoppelt sein, um das invertierte Diagnosesteuersignal 302 an einem Rücksetzknoten zu empfangen. Das Setz-/Rücksetz Flip-Flop 320 kann konfiguriert bzw. aufgebaut sein, um ein Steuersignal 320a zu erzeugen, welches durch einen n-Kanal-FET 322 empfangen wird, welcher als ein Schalter zu Masse agiert. Eine Source des FET 312 kann mit einer Drain des FET 322 einen Verbindungsknoten bildend gekoppelt sein. Die BOP-/BRP-Grenzwerte können auch an dem Verbindungsknoten empfangen werden. An dem Verbindungsknoten wird das nichtlineare Sensorausgabegrenzwertsignal 314 erzeugt.
Mit dieser Anordnung sollte verstanden werden, dass zu manchen Zeiten der nichtlineare Sensorausgabegrenzwert 314 gleich zu BOP ist, zu anderen Zeiten gleich zu BRP ist, zu anderen Zeiten gleich zu Vcc ist und zu anderen Zeiten gleich zu Masse ist.
Bezug nehmend kurz auf 5 sollte verstanden werden, dass der Selbstteststrom 218 und der resultierende auf den Selbsttest reagierende Signalanteil des zusammengesetzten Magnetfeldsignals 226a, 226b nicht durch den Komparator 240 oder die SOFC 244 hindurchtritt. Demnach sind der Komparator 240 und die SOFC 244 im Wesentlichen von dem Selbsttest ausgeschlossen.
Wiederum Bezug nehmend auf 5A sieht die Logikschaltung 306 vor, dass der Komparator 240 und die SOFC in dem Selbsttest auf dem folgenden Wege bzw. in der folgenden Art und Weise eingeschlossen sind. Wann immer ein Diagnosepuls in dem Selbstteststromsignal 218 auftritt, wird der nichtlineare Sensorausgabegrenzwert 314 entweder auf Vcc oder auf Masse gezogen. Zu anderen Zeiten verhält sich der nichtlineare Sensorausgabegrenzwert 314 wie in 5, wobei der nichtlineare Sensorausgabegrenzwert 314 entweder bei einem BOP- oder einem BRP-Spannungswert ist. Demnach vollzieht bzw. macht das nichtlineare Sensorausgabesignal 244a (wobei das Strichsymbol repräsentativ für einen Unterschied zu dem Signal 244a der 5 ist) Zustandsübergänge nicht nur reagierend auf ein gemessenes magnetisches Objekt in der Nähe zu oder entfernt von dem Magnetfeldsensierelement 226, sondern es vollführt bzw. macht Übergänge auch, wenn ein Selbsttestpuls auftritt. Es sollte erkannt werden, dass dasselbe Ergebnis nicht erreicht werden kann durch ein bloßes Entfernen des Filters 230, beispielsweise in dem Fall, in dem das gemessene Magnetfeld viel größer als das Selbsttestmagnetfeld ist, wobei der Komparator 240 in der Anwesenheit des auf den Selbsttest reagierenden Signalanteiles nicht schalten würde. Diese Funktion wird weiterhin beschrieben in Verbindung mit den 10 bis 10B.
Das Hinzufügen des UND-Gatters 304, welches einen Eingabeknoten hat, welcher gekoppelt ist, um das Diagnosesteuersignal 260a zu empfangen, führt zu einer Entfernung einer Möglichkeit, dass irgendwelche belanglosen bzw. von außen kommenden Impulsspitzen oder Störpulse in dem Vergleichssignal 250a zu dem Diagnoseausgabesignal 254a durchtreten könnten, wenn kein Selbstteststrompuls 218 läuft bzw. im Gange ist. Solche Impulsspitzen könnten aus externem Magnetfeldrauschen bzw. Magnetfeldstörungen oder Pulsen resultieren, welche durch den Magnetfeldsensor 300 erfahren werden.
Der Schalter 222 sieht auch eine verbesserte Funktion vor. Der Schalter 222 ist nur geöffnet, wenn ein Selbstteststrompuls 218 im Gange ist. Der Schalter ist zu anderen Zeiten geschlossen. Demnach wird irgendein externes Rauschen oder Magnetfelder, welche durch den Magnetfeldsensor 300 erfahren werden, nicht durch den Selbsttestleiter aufgenommen werden zu Zeiten bzw. Zeitpunkten, wenn keine Selbstteststrompulse 218 auftreten.
Der grundlegende Betrieb des Stromsensors 300 wird obenstehend in Verbindung mit 5 beschrieben. Das nichtlineare Sensorausgabesignal 244a' wird untenstehend in Verbindung mit 10B beschrieben.
Bezug nehmend nunmehr auf 5B, in welcher gleiche Elemente der 1, 5 und 5A gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, können Ausgabeschaltungen 350 als Teil des Magnetfeldsensors 210, 300 der 5 und 5A oder irgendeines anderen Magnetfeldsensors, welcher hierin gezeigt oder beschrieben ist, eingeschlossen sein. Ausgabeschaltungen 350 können Widerstände 352a bis 352c aufweisen, welche mit einer Leistungsversorgung Vdd gekoppelt sind, und welche mit einer jeweiligen Drain von jeweiligen FETs 354a bis 354c gekoppelt sind. Der FET 354a kann gekoppelt sein, um das nichtlineare Sensorausgabesignal 244a an einem Gateknoten zu empfangen, und konfiguriert sein, um ein invertiertes nichtlineares Sensorausgabesignal 356 zu erzeugen. Der FET 354b kann gekoppelt sein, um das Diagnoseausgabesignal 254a an einem Gateknoten zu empfangen, und konfiguriert sein, um ein invertiertes Diagnoseausgabesignal 358 zu erzeugen. Der FET 354c kann gekoppelt sein, um das kombinierte Ausgabesignal 256a an einem Gateknoten zu empfangen, und konfiguriert sein, um ein invertiertes kombiniertes Ausgabesignal 360 zu erzeugen.
In einigen Ausführungsformen sind die FETs 354a bis 354c innerhalb eines integrierten Magnetfeldsensors und die Widerstände 352a bis 352c und die Leistungsversorgung Vdd sind außerhalb des integrierten Magnetfeldsensors. In anderen Ausführungsformen jedoch sind sowohl die FETs 354a bis 354c und die Widerstände 352a bis 352c innerhalb des integrierten Stromsensors. In noch anderen Ausführungsformen können andere Ausgabeschaltungsanordnungen verwendet werden, beispielsweise unter Verwendung von bipolaren Transistoren oder unter Verwendung einer push-pull-Konfiguration bzw. einer Gegentakt-Konfiguration.
Bezug nehmend nunmehr auf 6, in welcher gleiche Elemente der 1, 5 und 5A gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, ist ein Magnetfeldsensor 370 ähnlich zu dem Magnetfeldsensor 210 der 5, der Magnetfeldsensor 370 weist jedoch ein transparentes Latch bzw. ein zustandsgesteuertes Flip-Flop 372 auf, welches zwischen dem Komparator und der SOFC 244 gekoppelt ist, welches gekoppelt ist, um das Vergleichssignal 240a an einem Eingabeanschluss zu empfangen und welches konfiguriert ist, um ein Latch-Signal 372a an einem Ausgabeanschluss zu erzeugen, welches durch die SOFC 244 empfangen wird. Das transparente Latch 372 ist auch gekoppelt, um das invertierte Diagnosesteuersignal 302a an einem Enable-Anschluss (enable port) zu empfangen.
Der Magnetfeldsensor 370 weist auch eine track-and-hold-Schaltung bzw. eine Abtast-Halte-Schaltung 374 auf, welche gekoppelt ist, um das verstärkte Signal 228a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein tracking-Signal bzw. Folge-Signal 374a zu erzeugen. Die track-and-hold-Schaltung 374 ist auch gekoppelt, um das Diagnosesteuersignal 260a an einem Steuerknoten derart zu empfangen, dass die track-and-hold-Schaltung hält, wann immer ein Strompuls in dem Selbstteststromsignal 218 auftritt und andernfalls folgt. Der Magnetfeldsensor 370 weist auch eine Differenzschaltung 376 auf, welche gekoppelt ist, um das verstärkte Signal 228a zu empfangen, welche gekoppelt ist, um das tracking-Signal 374a zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Differenzsignal 376a welches durch den Komparator 250 an Stelle des gefilterten Signals 248a der 5 empfangen wird, zu erzeugen. Der Magnetfeldsensor 370 weist auch das UND-Gatter 304 der 5A auf, welches gekoppelt ist, um ein Vergleichssignal 250a' ähnlich zu dem Vergleichssignal 250a der 5 und 5A zu empfangen, wobei das Strichsymbol repräsentativ für ein ähnliches Signal ist. Der Magnetfeldsensor 370 kann auch einen optionalen Tiefpassfilter 378 aufweisen, welcher gekoppelt ist, um das verstärkte Signal 228a zu empfangen und welcher konfiguriert ist, um ein gefiltertes Signal 378a zu erzeugen, welches das gleiche wie oder ähnlich zu dem gefilterten Signal 230a der 5 sein kann.
Im Betrieb ist das transparente Latch 372 nur transparent, wenn das Selbstteststromsignal 218 keinen Strompuls enthält. Demzufolge bzw. demnach ist es weniger wahrscheinlich, dass das Latch-Signal 372a, welches vorgesehen ist, um repräsentativ für nur das auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil des zusammengesetzten Magnetfeldsignals 226a, 226b zu sein, nicht echte Übergänge aufgrund der Strompulse beinhaltet.
In Betrieb beinhaltet das tracking-Signal 374a vorwiegend den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil des verstärkten Signals 228a, da die track-and-hold-Schaltung während des auf den Selbsttest reagierenden Signalabschnitts des verstärkten Signals 228a hält. Demnach ist das tracking-Signal 374a ähnlich zu dem gefilterten Signal 378a, welches dasselbe ist wie oder ähnlich zu dem gefilterten Signal 230a der 5 und 5A. Die SOFC 246' kann demnach entweder das tracking-Signal 374a oder das gefilterte Signal 378a empfangen, um das lineare Sensorausgabesignal 246' zu erzeugen.
Der allgemeine Betrieb des Magnetfeldsensors 320 ist ähnlich zu demjenigen, welcher obenstehend in Verbindung mit den 5 und 5A beschrieben ist und wird demnach nicht weiterhin beschrieben.
Bezug nehmend auf die 7 bis 7F haben Diagramme 400, 420, 430, 440, 450, 460 und 470 vertikale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten von Volt und horizontale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten der Zeit.
Das Diagramm 400 weist ein nichtlineares Sensorausgabesignal 402 und ein lienares Sensorausgabesignal 408 auf, welche dieselben wie oder ähnlich zu dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 244a und dem linearen Sensorausgabesignal 246a der 5 sein können. Das nichtlineare Sensorausgabesignal 402 weist hohe Zustände (high. states), beispielsweise hohe Zustände 404a, 404b und niedrige Zustande (lpw sttes), beispielsweise einen niedrigen Zustand 406 auf.
Das lineare Sensorausgabesignal 408 ist hier als ein Dreiecksignal gezeigt, kann jedoch irgendein lineares Signal sein. Das lineare Sensorausgabesignal 408 weist Sektionen bzw. Abschnitte mit positiven Steigungen, beispielsweise Sektionen 410a, 410b auf, und Sektionen mit negativen Steigungen, beispielsweise eine Sektion 412.
Das Diagramm 420 weist ein beispielhaftes Diagnosesteuersignal 422 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnosesteuersignal 260a der 5, 5A und 6 sein kann. Das Diagramm 420 kann auch repräsentativ sein für ein Diagnoseausgabesignal, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a' der 5, 5A und 6 und dem Diagnosesteuersignal 198a der 4 sein kann. Es sollte verstanden werden, dass das Diagramm 420 auch repräsentativ für Strompulse in dem Selbstteststromsignal 218 der 5, 5A und 6 sein kann.
Das Signal 422 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 424 nur ein Beispiel ist. Während das Signal 422 fünf Pulse aufweisend gezeigt ist, können andere derartige Signale 422 mehr als fünf oder weniger als fünf Pulse aufweisen.
Das Diagramm 430 weist ein beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 432 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das beispielhafte Diagnoseeingabesignal 432 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 434 nur ein Beispiel ist. Jeder Puls des Diagnoseeingabesignals 432 kann zu einem entsprechenden Puls des Diagnosesteuersignals 422 und einem entsprechenden Puls des Diagnoseausgabesignals 422 führen.
Während das Signal 432 fünf Pulse einschließend gezeigt ist, können andere derartige Signale 432 mehr als fünf oder weniger als fünf Pulse aufweisen.
Das Diagramm 440 weist ein anderes beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 442 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das Diagnoseeingabesignal 442 kann einen Puls 444 haben. Jeder Puls des Diagnoseeingabesignals 442 kann zu einer Mehrzahl von Pulsen des Diagnosesteuersignals 442 und einer entsprechenden Mehrzahl von Pulsen des Diagnoseausgabesignals 422 führen.
Das Diagramm 450 weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 452 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das Diagnoseeingabesignal 452 kann einen hohen Zustand 454 (high state), einen niedrigen Zustand 456 (low state) und einen Rand 458 (edge) haben. Der hohe Zustand 454 des Diagnoseeingabesignals 452 kann zu einer Mehrzahl von Pulsen des Diagnosesteuersignals 422 und einer entsprechenden Mehrzahl von Pulsen des Diagnoseausgabesignals 422 führen.
Das Diagramm 460 weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 462 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das Diagnoseeingabesignal 462 kann Pulse haben, beispielsweise einen Puls 464 mit einer ersten Einschaltdauer (duty cycle) und Pulse, beispielsweise einen Puls 466 mit einer zweiten unterschiedlichen Einschaltdauer. Ansteigende Ränder der Pulse 464, welche die erste Einschaltdauer haben und einen Rand 466 aufweisen, können zu einem entsprechenden Puls des Diagnosesteuersignals 422 und einem entsprechenden Puls des Diagnoseausgabesignals 422 führen führen. Die Pulse 466, welche die zweite unterschiedliche Einschaltdauer haben, führen zu keinem Puls in dem Diagnosesteuersignal 422 oder dem Diagnoseausgabesignal 422.
Das Diagramm 470, welches eine Zeitskala hat, welche von derjenigen der 7 bis 7F expandiert ist, weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 478 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das Diagnoseeingabesignal 478 kann eine digitale Chipadresse 472 haben, eine digitale Registeradresse 474 und digitale Registerdaten 476. Das Diagnoseeingabesignal 478 kann zu einer Mehrzahl von Pulsen des Diagnosesteuersignals 422 und einer entsprechenden Mehrzahl von Pulsen des Diagnoseausgabesignals 422 führen.
Das Diagnoseeingabesignal 478 kann in einer einer Vielzahl von Formaten oder Protokollen, beispielsweise einem kundenspezifischen oder maßgefertigten Protokoll oder einem herkömmlichen Protokoll, beispielsweise I2C, SENT, BISS, LIN oder CAN sein.
Es sollte verstanden werden, dass jedes der Diagnoseeingabesignale 432, 442, 452, 462 und 478 durch den Diagnoseeingabedecoder 204 der 4 decodiert werden kann, um zu dem Diagnoseausgabe-/Diagnosesteuersignal 422 zu führen.
Es sollte erkannt werden, dass die 7B bis 7F nur einige beispielhafte Typen von Diagnoseeingabesignalen zeigen, welche verwendet werden können. Viele andere Typen von Diagnoseeingabesignalen können auch verwendet werden.
Bezug nehmend nunmehr auf die 8 bis 8D haben Diagramme 480, 490, 500, 510 und 520 vertikale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten von Volt, und horizontale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten der Zeit.
Das Diagramm 480 weist ein beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 482 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1, dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 und dem Diagnoseeingabesignal 432 der 7B sein kann. Das beispielhafte Diagnoseeingabesignal 482 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 484 nur ein Beispiel ist.
Das Diagramm 490 weist ein beispielhaftes Diagnosesteuersignal 492 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnosesteuersignal 260a der 5, 5A und 6 und dem Diagnosesteuersignal 422 der 7A sein kann. Das Diagramm 490 kann auch repräsentativ für ein Diagnoseausgabesignal sein, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a' der 5, 5A und 6, dem Diagnoseausgabesignal 198a der 4 und dem Diagnoseausgabesignal 422 der 7A sein kann. Es sollte verstanden werden, dass das Diagramm 490 auch repräsentativ für Strompulse in dem Selbstteststromsignal 218 der 5, 5A und 6 sein kann.
Das Signal 492 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 494 nur ein Beispiel ist. Während das Signal 492 fünf Pulse aufweisend gezeigt ist, können andere derartige Signale 492 mehr als fünf oder weniger als fünf Pulse aufweisen.
Jeder Puls des Diagnoseeingabesignals 482 kann zu einem entsprechenden Puls des Diagnosesteuersignals 492 und einem entsprechenden Puls des Diagnoseausgabesignals 492 führen. Die Pulse 494 des Diagnoseausgabesignals zeigen einen Selbsttest, welcher vorangehend ist, an.
Während das Signal 492 fünf Pulse aufweisend gezeigt ist, können andere derartige Signale 492 mehr als fünf oder weniger als fünf Pule aufweisen.
Das Diagramm 500 weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseausgabesignal 502 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a' der 5, 5A und 6 und dem Diagnoseausgabesignal 422 der 7A sein kann. Das Diagnoseausgabesignal 502 kann einen hohen Zustand 504 (high state), einen niedrigen Zustand 506 (low state) und einen Rand 508 (edge) haben. Der hohe Zustand 504 des Diagnoseausgabesignals 502 kann aus einer Mehrzahl von Pulsen 494 des Diagnosesteuersignals 492 oder von irgendeinem der Diagnoseeingabesignale der 7B bis 7F resultieren. Der hohe Zustand 504 des Diagnoseausgabesignals 502 kann einen Selbsttest, welcher voranschreitend ist, anzeigen.
Das Diagramm 510 weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseausgabesignal 512 auf, welche dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a' der 5, 5A und 6 und dem Diagnoseausgabesignal 422 der 7A sein kann. Das Diagnoseausgabesignal 512 kann Pulse haben, beispielsweise einen Puls 514 mit einer ersten Einschaltdauer (duty cycle) und Pulse, beispielsweise einen Puls 516 mit einer zweiten Einschaltdauer (duty cycle). Die Pulse 514, welche die erste Einschaltdauer haben und einen Rand 518, können jeweils von einem entsprechenden Puls des Diagnosesteuersignals 492 oder von irgendeinem der Diagnoseeingabesignale der 7B bis 7F resultieren. Die Pulse 514, welche die erste Einschaltdauer haben, können einen Selbsttest, welcher voranschreitend ist, anzeigen.
Das Diagramm 520, welches eine Zeitskala hat, welche von derjenigen der 8 bis 8C expandiert ist, weist noch ein anderes beispielhaftes Diagnoseausgabesignal 528 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a der 5, 5A und 6 und zu dem Diagnoseausgabesignal 422 der 7A sein kann. Das Diagnoseausgabesignal 528 kann eine digitale Chipadresse 522, eine digitale Registeradresse 524 und digitale Registerdaten 526 haben. Das Diagnoseausgabesignal 522 kann aus einer Mehrzahl von Pulsen des Diagnosesteuersignals 492 oder von irgendeinem der Diagnoseeingabesignale der 7B bis 7F resultieren. Besonders die digitalen Registerdaten 526 können einen Selbsttest, welcher voranschreitend ist, anzeigen.
Das Diagnoseausgabesignal 528 kann in einer einer Vielzahl von Formaten oder Protokollen sein, beispielsweise einem kundenspezifischen bzw. maßgefertigten Protokoll oder einem herkömmlichen Protokoll, beispielsweise I2C, SENT, BiSS, LIN oder CAN.
Es sollte anerkannt werden, dass die 8A bis 8D nur einige beispielhafte Typen von Diagnoseausgabesignalen zeigen, welche erzeugt werden können. Viele andere Typen von Diagnoseausgabesignalen können auch erzeugt werden.
Bezug nehmend nunmehr auf die 9 bis 9E haben Diagramme 530, 550, 560, 570, 580 und 590 vertikale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten von Volt und horizontale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten der Zeit.
Das Diagramm 530 weist wie das Diagramm 400 der 7 ein nichtlineares Sensorausgabesignal 532 und ein lineares Ausgabesignal 538 auf, welche dieselben wie oder ähnlich zu dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 244a und dem linearen Sensorausgabesignal 246a der 5 sein können. Das nichtlineare Sensorausgabesignal 532 weist hohe Zustände (high states), beispielsweise hohe Zustände 534a, 534b und niedrige Zustände (low states), beispielsweise einen niedrigen Zustand 536 auf.
Das lineare Sensorausgabesignal 538 ist hier als ein Dreiecksignal gezeigt, kann jedoch irgendein lineares Signal sein. Das lineare Sensorausgabesignal 538 weist Sektionen oder Abschnitte mit positiven Steigungen, beispielsweise die Sektionen 540a, 540b und Sektionen mit negativen Steigungen, beispielsweise eine Sektion 542 auf.
Das Diagramm 550 weist wie das Diagramm 430 der 7B und das Diagramm 480 der 8 ein beispielhaftes Diagnoseeingabesignal 552 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnoseeingabesignal 258 der 5, 5A und 6, zu dem Diagnoseeingabesignal 23 der 1 und dem Diagnoseeingabesignal 192 der 4 sein kann. Das beispielhafte Diagnoseeingabesignal 552 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 554 nur ein Beispiel ist.
Das Diagramm 560 weist ein beispielhaftes kombiniertes Ausgabesignal 562 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem kombinierten Ausgabesignal 256a, 256a der 5, 5A und 6 und dem kombinierten Ausgabesignal 54a der 1 sein kann. Das kombinierte Ausgabesignal 562 kann Pulsgruppen, beispielsweise Pulsgruppen 564, 566 kombiniert mit dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 532 der 9, hier als eine dunkle Linie gezeigt, aufweisen. Die Pulsgruppen, beispielsweise Pulsgruppen 564, 566 können einen Selbsttest, welcher voranschreitend ist, anzeigen.
Das Diagramm 570 weist ein anderes beispielhaftes kombiniertes Ausgabesignal 572 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem kombinierten Ausgabesignal 256a, 256a der 5, 5A und 6 und dem kombinierten Ausgabesignal 54a der 1 sein kann. Das kombinierte Ausgabesignal 572 kann kleine Pulse aufweisen, beispielsweise kleine Pulse 574, 576, kombiniert mit dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 532 der 9, welches hier als dunkle Linie gezeigt ist. Die kleinen Pulse, beispielsweise die kleinen Pulse 574, 576 können einen Selbsttest anzeigen, welcher voranschreitend ist.
Das Diagramm 580 weist noch ein anderes beispielhaftes kombiniertes Ausgabesignal 582 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem kombinierten Ausgabesignal 256a, 256a' der 5, 5A und 6 und dem kombinierten Ausgabesignal 54a der 1 sein kann. Das kombinierte Ausgabesignal 582 kann Pulse aufweisen, beispielsweise Pulse 584, 586, kombiniert mit dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 532 der 9, welches hier als dunkle Linie gezeigt ist. Die Pulse, beispielsweise die Pulse 584, 586 können einen Selbsttest, welcher voranschreitend ist, anzeigen.
Das Diagramm 590 weist noch ein anderes beispielhaftes kombiniertes Ausgabesignal 592 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem kombinierten Ausgabesignal 256a, 256a' der 5, 5A und 6 und dem kombinierten Ausgabesignal 54a der 1 sein kann. Das kombinierte Ausgabesignal 592 kann kleine Pulse aufweisen, beispielsweise Pulse 594, 596, kombiniert mit dem linearen Sensorausgabesignal 538 der 9, welches hier als dunkle Linie gezeigt ist. Die Pulse, beispielsweise die Pulse 594, 596 können einen Selbsttest anzeigen, welcher voranschreitend ist. Digital codierte Versionen all der obigen Ausgabesignale sind auch möglich.
Bezugnehmend nunmehr auf die 10 bis 10B haben Diagramme 600, 610 und 620 vertikale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten von Volt und horizontale Achsen mit Maßstäben in beliebigen Einheiten der Zeit.
Das Diagramm 600 weist wie das Diagramm 420 der 7A und das Diagramm 490 der 8A ein beispielhaftes Diagnosesteuersignal 602 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Diagnosesteuersignal 260a der 5, 5A und 6 und dem Diagnosesteuersignal 198a der 4 sein kann. Das Diagramm 600 kann auch repräsentativ für ein Diagnoseausgabesignal sein, welches dasselbe wie oder ähnlich dem Diagnoseausgabesignal 254a, 254a' der 5, 5A und 6 sein kann. Es sollte verstanden werden, dass das Diagramm 600 auch repräsentativ sein kann für Strompulse in dem Selbstteststromsignal 218 der 5, 5A und 6.
Das Signal 602 kann Pulse aufweisen, von welchen ein Puls 604 nur ein Beispiel ist. Während das Signal 602 fünf Pulse aufweisend gezeigt ist, können andere derartige Signale 422 mehr als fünf oder weniger als fünf Pulse aufweisen.
Das Diagramm 610 weist ein nichtlineares Sensorvergleichssignal 612 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem nichtlinearen Sensorvergleichssignal 240a' der 5A sein kann. Das nichtlineare Sensorvergleichssignal 612 weist hohe Zustände (high states), beispielsweise hohe Zustände 614a, 614b und niedrige Zustande (low states), beispielsweise einen niedrigen Zustand 616 auf.
Das Diagramm 620 weist ein beispielhaftes nichtlineares Sensorausgabesignal 622 auf, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem nichtlinearen Sensorausgabesignal 244a' der 5A sein kann. Das nichtlineare Sensorausgabesignal 622 ist repräsentativ für die Funktion der Logikschaltung 306 der 5A. Das nichtlineare Sensorausgabesignal 622 kann Pulse aufweisen, beispielsweise Pulse 624, 626, kombiniert mit dem nichtlinearen Sensorvergleichssignal 612 der 10A, hier als dunkle Linie gezeigt. Die Pulse, beispielsweise die Pulse 624, 626 können einen Selbsttest anzeigen, welcher im Voranschreiten ist, nämlich einen ordnungsgemäß funktionierenden Komparator 240 und SOFC 244 der 5A.
Bezug nehmend nunmehr auf 11 kann ein beispielhaftes elektromagnetisches Schild 800 dasselbe sein wie oder ähnlich zu dem elektromagnetischen Schild 72 der 3. Das elektromagnetische Schild 800 ist im Allgemeinen über einem Magnetfeldsensierelement 816 platziert, welches dasselbe wie oder ähnlich zu dem Magnetfeldsensierelement 92 der 3 sein kann. Das elektromagnetische Schild 800 weist einen ersten Abschnitt 802 und einen zweiten Abschnitt 804 auf, welche durch einen Schlitz 806 getrennt sind. Der erste Abschnitt 802 und der zweite Abschnitt 804 sind mit einem leitfähigen Bereich 808 gekoppelt. Ein Bonding-Pad 810 ermöglicht es, dass das elektromagnetische Schild 800 an eine DC-Spannung (= Gleichspannung), beispielsweise an eine Massespannung gekoppelt ist.
Das elektromagnetische Schild 800 kann aus einer Metalllage bzw. Metallschicht während der Herstellung eines Magnetfeldsensors, beispielsweise des Magnetfeldsensors 70 der 3 gebildet werden. Die Metallschicht kann aus einer Mehrzahl von Materialien, beispielsweise Aluminium, Kupfer, Gold, Titan, Wolfram, Chrom oder Nickel bestehen.
Es sollte verstanden werden, dass ein elektromagnetisches Schild nicht dasselbe wie ein magnetisches Schild ist. Ein elektromagnetisches Schild ist dazu vorgesehen, elektromagnetische Felder zu blocken. Ein magnetisches Schild ist dazu vorgesehen, Magnetfelder zu blocken.
In der Anwesenheit eines AC-Magnetfeldes (beispielsweise ein Magnetfeld, welches einen stromführenden Leiter umgibt) wird es verstanden werden, das AC-Wirbelströme bzw. Wechselstromwirbelströme (AC eddy currents) 812, 814 in dem elektromagnetischen Schild 800 induziert werden können. Die Wirbelströme 812, 814 bilden sich, wie gezeigt, in geschlossenen Kreisen aus. Die Wirbelströme mit geschlossenen Kreisen 812, 814 neigen dazu, zu einem kleineren Magnetfeld in der Nachbarschaft des elektromagnetischen Schildes 800 zu führen als dem Magnetfeld, welches die Wirbelströme 812, 814 induziert bzw. induzierte. Demnach erführt, wenn das elektromagnetische Schild 800 in der Nähe eines Magnetfeldsensierelementes platziert wäre, beispielsweise des Magnetfeldsensierelementes 92 der 3, das Magnetfeldsensierelement 92, ein geringeres bzw. kleineres Magnetfeld als es anderweitig erfahren wird, was zu einem weniger empfindlichen Magnetfeldsensor führt, was im Allgemeinen unerwünscht ist. Weiterhin könnte, wenn das Magnetfeld, welches mit dem Wirbelstrom verbunden ist, nicht gleichmäßig oder symmetrisch um das Magnetfeldsensierelement 92 ist, das Magnetfeldsensierelement 92 auch eine unerwünschte offset-Spannung erzeugen.
Der Schlitz 806 neigt dazu, eine Größe (d. h. einen Durchmesser oder eine Weglänge) der geschlossenen Kreise, in denen sich die Wirbelströme 812, 814 fortbewegen, zu verringern. Es wird verstanden werden, dass die verringerte Größe der geschlossenen Kreise, in welchen sich die Wirbelströme 812, 814 fortbewegen, zu geringeren bzw. kleineren Wirbelströmen 812, 814 und einem geringeren lokalen Effekt des AC-Magnetfeldes führen, welches die Wirbelströme induzierte. Demnach ist die Empfindlichkeit eines Magnetfeldsensors, auf welchem das Magnetfeldsensierelement 816 und das elektromagnetische Schild 800 verwendet werden, weniger durch die geringen Wirbelströme betroffen bzw. beeinflusst.
Weiterhin wird es verstanden werden, dass durch ein Platzieren des Schildes 800 in Beziehung zu dem Magnetfeldsensierelement 816 wie gezeigt, so dass der Schlitz 806 über das Magnetfeldsensierelement 816 verläuft, das Magnetfeld, welches irgendeinem der Wirbelströme 812, 814 zugeordnet ist, dazu neigt, Magnetfelder zu bilden, welche durch das Magnetfeldsensierelement 816 in zwei Richtungen hindurchtreten, welche sich über wenigstens einen Abschnitt des Bereichs des Magnetfeldsensierelements 816 aufheben.
Bezug nehmend nunmehr auf 12 kann ein anderes beispielhaftes elektromagnetisches Schild 850 dasselbe wie oder ähnlich zu dem elektromagnetischen Schild 72 der 3 sein. Das elektromagnetische Schild 850 weist vier Abschnitte 852 bis 858 auf, welche durch vier Schlitze 860 bis 866 getrennt sind. Die vier Abschnitte 852 bis 858 sind mit einem leitfähigen Bereich 876 gekoppelt. Ein bonding-pad 878 ermöglicht es dem elektromagnetischen Schild 850, mit einer DC-Spannung bzw. Gleichspannung gekoppelt zu sein, beispielsweise einer Massespannung.
In der Anwesenheit eines Magnetfeldes wird es verstanden werden, dass Wirbelströme 868 bis 874 in dem elektromagnetischen Schild 850 induziert werden können. Aufgrund der vier Schlitze 860 bis 866 wird es verstanden werden, dass eine Größe (beispielsweise ein Durchmesser oder eine Weglänge) der Wirbelströme 868 bis 874 mit geschlossenen Kreisbahnen dazu neigt, kleiner bzw. geringer zu sein als die Größe der Wirbelströme 812, 814 mit geschlossenen Kreis der 11. Es wird verstanden werden, dass die verringerte Größe der geschlossenen Kreise, in welchen sich die Wirbelströme 868 bis 874 fortbewegen, zu kleineren Wirbelströmen 868 bis 874 und einer geringeren lokalen Beeinflussung des AC-Magnetfelds, welches die Wirbelströme induzierte, fährt, als diejenigen, welche von dem Schild 800 der 11 resultieren. Demnach ist die Empfindlichkeit eines Magnetfeldsensors, auf welchem das Magnetfeldsensierelement 880 und das elektromagnetische Schild 850 verwendet werden, weniger durch die geringeren Wirbelströme 868 bis 874 betroffen bzw. beeinflusst als die Empfindlichkeit eines Stromsensors, welcher das Schild 800 der 11 verwendet.
Weiterhin wird es verstanden werden, dass durch ein Platzieren des Schildes 850 in Beziehung zu dem Magnetfeldsensierelement 880, wie gezeigt, so dass die Schlitze 860 bis 866 über dem Magnetfeldsensierelement 880 verlaufen, das Magnetfeld, welches irgendeinem. der Wirbelströme 868 bis 874 zugeordnet ist, dazu neigt, Magnetfelder zu bilden, welche durch das Magnetfeldsensierelement 880 in zwei Richtungen verlaufen, welche sich über wenigstens einem Abschnitt des Bereiches des Magnetfeldsensierelements 880 aufheben.
Bezug nehmend nunmehr auf 13 kann ein anderes beispielhaftes elektromagnetisches Schild 900 dasselbe wie oder ähnlich zu dem elektromagnetischen Schild 72 der 3 sein. Das elektromagnetische Schild 900 weist einen Schildabschnitt bzw. Abschirmabschnitt 902 auf, welcher ineinander greifende Bauteile hat, für welche ein Bauteil 902a nur ein Beispiel ist. Die ineinander greifenden Bauteile sind durch einen Leiterabschnitt 904 mit einem bonding-pad 906 gekoppelt, welches es ermöglicht, dass das elektromagnetische Schild 900 mit einer DC-Spannung bzw. Gleichspannung, beispielsweise einer Massespannung, gekoppelt ist.
Es wird anerkannt werden, dass das elektromagnetische Schild 900 in der Lage ist, Wirbelströme zu unterstützen, welche eine viel geringere Größe (beispielsweise Durchmesser der Weglänge) haben als das elektromagnetische Schild 850 der 12 oder das elektromagnetische Schild 800 der 11. Demnach neigt das elektromagnetische Schild 900 dazu, eine noch geringere negative Auswirkung auf die Empfindlichkeit eines Magnetfeldsensors zu haben als diejenigen, welche obenstehend beschrieben sind.
Bezug nehmend nunmehr auf 14 kann ein elektromagnetisches Schild 950 dasselbe wie oder ähnlich zu dem elektromagnetischen Schild 72 der 3 sein. Das elektromagnetische Schild 950 weist einen Schildabschnitt bzw. Abschirmabschnitt 952 auf, welcher eine Mehrzahl von Bauteilen hat, für welche Bauteil 952a nur ein Beispiel ist. Die Bauteile sind durch einen Leiterabschnitt 954 mit einem bonding-pad 956 gekoppelt, welches es ermöglicht, dass das elektromagnetische Schild 950 mit einer DC-Spannung bzw. Gleichspannung, beispielsweise einer Massespannung, gekoppelt ist. Vorteile des elektromagnetischen Schildes 950 werden aus der obenstehenden Diskussion offensichtlich werden.
Während Schilde, welche Merkmale haben, um Wirbelströme zu verringern, obenstehend beschrieben sind, kann das Schild 72 der 3, 3A, 3C und 3D auch keine Merkmale haben, um Wirbelströme zu verringern.
Bezug nehmend nunmehr auf 15 weist eine beispielhafte Anwendung der oben beschriebenen Magnetfeldsensoren fünf Magnetfeldsensoren 1004a bis 1004f auf, welche in einer Linie angeordnet sein. Ein Gangschalthebel 1000, wie beispielsweise derjenige, welcher in einem Automobil aufgefunden werden kann, kann sich in der gezeigten Ansicht nach links oder rechts bewegen, um einen Gang bzw. eine Fahrstufe auszuwählen, welche beispielsweise eine Parkstufe (P), eine Rückwärtsstufe (R), eine Neutralstufe (N), eine Fahrstufe (D), ein zweiter Gang (2) oder ein erster Gang (1) sein kann. Jeder Gang bzw. jede Fahrstufe ist mit einem entsprechenden einen der Magnetfeldsensoren wie gezeigt verbunden.
Der Gangschalthebel 1000 kann einen Magneten 1002 haben, welcher an einem Ende davon am nähesten zu den Magnetfeldsensoren 1004a bis 1004f angeordnet ist. Im Betrieb erkennt bzw. sensiert ein Magnetfeldsensor, beispielsweise der Magnetfeldsensor 1004d, wenn der Schalthebel 1000 an einer Position des bestimmten Magnetfeldsensors, beispielsweise 1004d, ist und demnach erkennt er den bestimmten Gang bzw. die bestimmte Fahrstufe, welche der Position des Schalthebels zugeordnet ist. Auf diesem Wege können die Magnetfeldsensoren 1004a bis 1004f jeweilige Signale für einen Computerprozessor oder dergleichen bereitstellen, welche elektronisch/mechanisch das Automobilgetriebe in den ausgewählten Gang konfigurieren können.
Dieser bestimmte Aufbau ist gezeigt, um ein mögliches Problem mit den Anordnungen der 5, 5A und 6 aufzuzeigen bzw. zu betonen. Insbesondere kann, wenn das Magnetfeld, welches durch die Magneten 1002 erzeugt wird, in derselben Richtung ist wie das Magnetfeld, welches durch den Selbsttestleiter 224 der 5, 5A und 6 erzeugt wird, dann das Magnetfeld, welches durch den Selbsttestleiter 224 erzeugt wird, durch das Magnetfeld, welches durch den Magneten erzeugt wird, übermannt bzw. überwältigt bzw. überdeckt werden, was zu keinem Diagnoseausgangssignal 254a, 254a' (5, 5A, 6) führt.
In einigen Ausführungsformen kann diese Unzulänglichkeit bzw. dieser Mangel durch lediglich ein Auswählen des Magnetfelddes, welches durch den Magneten 1002 erzeugt wird, um in einer Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Magnetfeldes zu sein, welches durch den Selbsttestleiter 224 erzeugt wird, beseitigt werden. In anderen Ausführungsformen jedoch kann es erstrebenswert sein, einen Magnetfeldsensor zu haben, welcher eine Richtung des Magnetfeldes, welches durch den Selbsttestleiter 224 erzeugt wird, auswählen und/oder ändern kann. Eine beispielhafte Anordnung, welche diese Fähigkeit hat, ist in 16 gezeigt.
Bezug nehmend nunmehr auf 16, in welcher gleiche Elemente der 5, 5A und 6 gleiche Bezugszeichen habend gezeigt sind, weist eine Schaltung den Selbsttestleiter 224 auf, jedoch auf eine unterschiedliche Art und Weise angeordnet als dies in anderen Figuren gezeigt ist. Obwohl er in 16 getrennt beabstandet gezeigt ist, sollte es verstanden werden, dass das Magnetfeldsensierelement 226, wie die Ausführungsformen der 5, 5A und 6, benachbart zu dem Selbsttestleiter 224 sein kann.
Zwei Komparatoren 1010, 1012 können gekoppelt sein, um das Signal 228a von dem Verstärker 228 zu empfangen. Der Komparator 1010 kann auch gekoppelt sein, um ein Vergleichssignal 1014a zu empfangen, welches repräsentativ für ein Signal von dem Verstärker 228 ist, wenn das Magnetfeldsensierelement 0 Gauss (oder ein Hintergrundmagnetfeld, beispielsweise das Erdmagnetfeld) plus einem Delta erfährt. Der Komparator 1012 kann auch gekoppelt sein, um ein Vergleichssignal 1014b zu empfangen, welches repräsentativ für ein Signal von dem Verstärker 228 ist, wenn das Magnetfeldsensierelement 0 Gauss (oder ein Hintergrundmagnetfeld, beispielsweise das Erdmagnetfeld) minus einem Delta erfährt.
Der Komparator 1010 kann ein erstes Vergleichssignal 1010a erzeugen, und der Komparator 1012 kann ein zweites Vergleichssignal 1012a erzeugen.
Ein Flip-Flop (d. h. ein Latch) 1020 kann gekoppelt sein, um das erste und das zweite Vergleichssignal 1010a, 1012a jeweils an Setz- und Rücksetzeingängen zu empfangen und kann konfiguriert sein, um ein erstes Ausgabesignal 1020a und ein zweites Ausgabesignal 1020b zu erzeugen.
Ein erstes Logik-Gatter, beispielsweise ein UND-Gatter 1022 kann gekoppelt sein, um das erste Ausgabesignal 1020a zu empfangen, gekoppelt, um das Diagnosesteuersignal 260a (5, 5A, 6) zu empfangen und konfiguriert, um ein Steuersignal 1022a (control A) zu erzeugen.
Ein zweites logisches Gatter, beispielsweise ein UND-Gatter 1024 kann gekoppelt sein, um das zweite Ausgabesignal 1020b zu empfangen, gekoppelt, um das Diagnosesteuersignal 260a zu empfangen, und konfiguriert, um ein Steuersignal 1024a (control B) zu erzeugen.
Der Selbsttestleiter 224 kann in dem Kreuzarm einer H-Brücke angeordnet sein, umgeben von Schaltern 1026a, 1026b, 1028a, 1028b. Die Schalter 1026a, 1026b werden durch das erste Steuersignal 1022a gesteuert, und die Schalter 1028a, 1028b werden durch das zweite Steuersignal 1024a gesteuert.
Demnach fließt im Betrieb, wenn der Stromgenerator 216 den Strom 218 in Antwort auf das Diagnnosesteuersignal 260a erzeugt, der Strom 218 durch den Selbsttestleiter 224 in einer von zwei Richtungen, welche durch das erste und das zweite Steuersignal 1022a, 1024a bestimmt ist.
Die Komparatoren 1010, 1012 und das Flip-Flop 1020 arbeiten im Wesentlichen als ein Fensterkomparator (window comparator), so dass, wenn das Magnetfeld, welches durch das Magnetfeldsensierelement 226 erfahren wird, in einer ersten Richtung groß ist, der Diagnosestrom, welcher durch den Selbsttestleiter 224 durchtritt, ein Magnetfeld in einer entgegengesetzten zweiten Richtung erzeugt (wenn das Diagnosesteuersignal 260a auch hoch ist). Im Gegensatz hierzu ist, wenn das Magnetfeld, welches durch das Magnetfeldsensierelement 226 erfahren wird, in der zweiten Richtung groß ist, der Diagnosestrom, welcher durch den Selbsttestleiter 224 durchtritt in der entgegengesetzten ersten Richtung (wenn das Diagnosesteuersignal 260a auch hoch ist).
Mit dieser Anordnung kann auch in Anwesenheit eines ziemlich großen Magnetfeldes in einer von beiden Richtungen, welches dazu neigt, das Magnetfeldsensierelement 226 zu saturieren bzw. zu sättigen oder elektronischen Komponenten, welche mit dem Magnetfeldsensierelement gekoppelt sind, beispielsweise den Verstärker 228, das Selbsttestsignal 218 noch ein Magnetfeld in der entgegengesetzten Richtung erzeugen, welches zu dem Diagnoseausgabesignal 254, 254a' der 5, 5A und 6 fortschreiten kann.
Es wird offensichtlich sein, dass die Schaltung der 16 in die Schaltungen der vorangehenden Figuren eingebaut bzw. inkorporiert werden kann.
Alle Bezugnahmen bzw. Referenzen, welche hierin zitiert sind, werden hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben habend wird es nun Fachleuten offensichtlich werden, dass andere Ausführungsformen, welche deren Konzepte einschließen bzw. inkorporieren, verwendet werden können. Es wird demnach verspürt, dass diese Ausführungsformen nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt werden sollten, sondern nur durch den Gedanken und den Umfang der beigefügten Ansprüche beschränkt werden sollten.

Claims

Magnetfeldsensor, aufweisend: ein Magnetfeldsensierelement, welches durch ein Substrat abgestützt ist, wobei das Magnetfeldsensierelement zum Erzeugen eines zusammengesetzten Magnetfeldsignales ist, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil hat, wobei der auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil auf ein gemessenes Magnetfeld reagiert und der auf den Selbsttest reagierende Signalanteil auf ein Selbsttestmagnetfeld reagiert; eine Selbsttestschaltung, welche einen Selbstteststromleiter aufweist, welcher benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement ist, wobei der Selbstteststromleiter zum Leiten eines Selbstteststromes zum Erzeugen des Selbsttestmagnetfeldes ist; und eine Verarbeitungsschaltung, welche gekoppelt ist, um ein Signal, welches repräsentativ für das zusammengesetzte Magnetfeldsignal ist, zu empfangen, welche konfiguriert ist, um ein Sensorsignal zu erzeugen, welches repräsentativ für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil ist, und welche konfiguriert ist, um wenigstens eines eines Diagnosesignals, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, oder eines zusammengesetzten Signals, welches repräsentativ sowohl für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, zu erzeugen.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei der Selbstteststromleiter einen Leiter aufweist, welcher durch das Substrat abgestützt ist und benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei der Selbstteststromleiter einen Leiter aufweist, welcher durch das Substrat abgestützt ist, und mehr als eine metallische Schicht oder Lage aufspannt, welche durch das Substrat abgestützt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Leiterplatte benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement, wobei der Selbstteststromleiter einen Leiter aufweist, welcher durch die Leiterplatte abgestützt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 4, wobei der Selbstteststromleiter eine Spule aufweist, welche durch die Leiterplatte abgestützt ist, und mehr als eine metallische Schicht oder Lage aufspannt, welche durch die Leiterplatte abgestützt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei der Selbstteststromleiter einen Leiter aufweist, welcher getrennt von, jedoch in der Nähe des Substrats ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Schaltschaltung, welche konfiguriert ist, um eine Richtung des Selbstteststromes und des zugeordneten Selbsttestmagnetfeldes in Antwort auf eine Größe des gemessenen Magnetfeldes zu schalten.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 7, weiterhin aufweisend ein elektromagnetisches Schild, welches in der Nähe des Selbstteststromleiters ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 8, wobei das elektromagnetische Schild wenigstens ein Merkmal aufweist, welches konfiguriert ist, um einen Wirbelstrom in dem elektromagnetischen Schild zu verringern, wenn das Schild einem AC-Magnetfeld ausgesetzt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung konfiguriert ist, um das zusammengesetzte Magnetfeldsignal zu empfangen, und konfiguriert ist, um wenigstens eines des Diagnosesignals oder des zusammengesetzten Signals zu erzeugen, wobei das Diagnosesignal auf das Selbsttestmagnetfeld reagiert und nicht auf das gemessene Magnetfeld reagiert, und wobei das zusammengesetzte Signal sowohl auf das gemessene Magnetfeld als auch auf das Selbsttestmagnetfeld reagiert.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 14, wobei die Verarbeitungsschaltung weiterhin konfiguriert ist, um das Sensorsignal zu erzeugen, wobei das Sensorsignal auf das gemessene Magnetfeldsignal reagiert und nicht auf das Selbsttestmagnetfeld reagiert.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 11, weiterhin aufweisend eine Kombinierschaltung, welche konfiguriert ist, um ein Signal, welches repräsentativ für das Sensorsignal ist, mit einem Signal, welches repräsentativ für das Diagnosesignal ist, zu kombinieren, um ein kombiniertes Ausgabesignal zu erzeugen.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei die Selbsttestschaltung weiterhin einen Diagnoseanfrageprozessor aufweist, welcher gekoppelt ist, um ein Diagnoseeingabesignal zu empfangen, welcher konfiguriert ist, um das Diagnoseeingabesignal zu decodieren, und welcher konfiguriert ist, um ein Diagnosesteuersignal zu erzeugen, welches konfiguriert ist, um die Selbsttestschaltung zu steuern.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei die Selbsttestschaltung weiterhin aufweist: eine Stromerzeugungsschaltung, welche einen Ausgabeknoten hat, an welchem Selbstteststrompulse erzeugt werden, wobei der Selbstteststromleiter gekoppelt ist, um die Selbstteststrompulse zu empfangen, was dazu führt, dass das Selbsttestmagnetfeld Magnetfeldpulse hat.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 14, wobei der Stromgenerator konfiguriert ist, um die Selbstteststrompulse in Reaktion auf das Diagnosesteuersignal zu erzeugen.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei das Diagnosesteuersignal Steuerpulse aufweist, wobei jeder Steuerpuls zu einem Selbstteststrompuls von dem Stromgenerator führt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei das Diagnosesteuersignal Steuerpulse aufweist, wobei jeder Steuerpuls zu einer Mehrzahl von Selbstteststrompulsen von dem Stromgenerator führt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei das Diagnosesteuersignal einen ersten Zustand, während dessen der Stromgenerator Selbstteststrompulse erzeugt, und einen zweiten Zustand aufweist, während dessen der Stromgenerator keine Selbstteststrompulse erzeugt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei das Diagnosesteuersignal erste Steuerpulse mit einer ersten Einschaltdauer aufweist, während welcher der Stromgenerator Selbstteststrompulse erzeugt, und wobei das Diagnosesteuersignal zweite Steuerpulse mit einer zweiten Einschaltdauer aufweist, während welcher der Stromgenerator keine Selbstteststrompulse erzeugt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei das Diagnosesteuersignal ein binäres digitales Wort aufweist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 13, wobei die Verarbeitungsschaltung eine track-and-hold-Schaltung aufweist, welche einen Eingabeknoten und einen Ausgabeknoten und einen Steuerknoten hat, wobei die track-and-hold-Schaltung gekoppelt ist, um ein Signal an dem Eingabeknoten zu empfangen, welches repräsentativ für das zusammengesetzte Signal ist, gekoppelt ist, um ein Signal an dem Steuerknoten zu empfangen, welches repräsentativ für das Diagnosesteuersignal ist, und konfiguriert ist, um ein Signal an dem Ausgabeknoten zu erzeugen, welches repräsentativ für das Sensorsignal ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Diagnoseausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Diagnosesignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Diagnoseausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Diagnosesignal ist, wobei das Diagnoseausgabesignal einen Puls aufweist, welcher einen ordnungsgemäß funktionierenden Magnetfeldsensor anzeigt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Diagnoseausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Diagnosesignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Diagnoseausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Diagnosesignal ist, wobei das Diagnoseausgabesignal einen Zustand aufweist, welcher einen ordnungsgemäß funktionierenden Magnetfeldsensor anzeigt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Diagnoseausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Diagnosesignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Diagnoseausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Diagnosesignal ist, wobei das Diagnoseausgabesignal eine vorbestimmte Einschaltdauer aufweist, welche einen ordnungsgemäß funktionierenden Magnetfeldsensor anzeigt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Diagnoseausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Diagnosesignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Diagnoseausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Diagnosesignal ist, wobei das Diagnoseausgabesignal ein binäres digitales Wort enthält, welches einen ordnungsgemäß funktionierenden Magnetfeldsensor anzeigt.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Sensorausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Sensorsignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Sensorausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Sensorsignal ist, wobei das Sensorausgabesignnal ein nichtlineares Zweizustands-Signal aufweist, welches auf das gemessene Magnetfeld reagiert.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Sensorausgabeformatierschaltung, welche gekoppelt ist, um das Sensorsignal zu empfangen, und welche konfiguriert ist, um ein Sensorausgabesignal zu erzeugen, welches repräsentativ für das Sensorsignal ist, wobei das Sensorausgabesignal ein zusammenhängendes lineares Signal aufweist, welches auf das gemessene Magnetfeld reagiert.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein elektromagnetisches Schild benachbart zu dem Selbstteststromleiter.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 28, wobei das elektromagnetische Schild wenigstens ein Merkmal aufweist, welches konfiguriert ist, um einen Wirbelstrom in dem elektromagnetischen Schild zu verringern, wenn das Schild einem AC-Magnetfeld ausgesetzt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei das gemessene Magnetfeld durch einen Strom erzeugt wird, welcher durch einen Leiter mit gemessenem Stromwert geführt wird.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Leiterrahmen, welcher eine Mehrzahl von Leitern und eine Kopplung von wenigstens zweien der Leiter benachbart zu dem Magnetfeldsensor aufweist, wobei der Leiter mit gemessenem Stromwert die Kopplung von den wenigstens zweien der Leiter aufweist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei die Selbsttestschaltung weiterhin aufweist: einen Taktgeber, welcher konfiguriert ist, um ein Taktsignal zu erzeugen; einen Diagnosetaktgeber, welcher gekoppelt ist, um das Taktsignal zu empfangen, und konfiguriert ist, um ein Diagnosetaktsignal zu erzeugen; und einen Pulsgenerator, welcher gekoppelt ist, um das Diagnosetaktsignal zu empfangen, und welcher konfiguriert ist, um ein Pulssignal in Antwort auf das Diagnosetaktsignal zu erzeugen, wobei der Stromgenerator gekoppelt ist, um das Pulssignal zu empfangen, und konfiguriert ist, um den Selbstteststrom in Antwort auf das Pulssignal zu erzeugen.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeldsensierelement ein Halleffektelement aufweist, wobei der Magnetfeldsensor weiterhin einen Strom- oder Spannungsgenerator aufweist, welcher mit dem Halleffektelement gekoppelt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei das Magnetfeldsensierelement ein Magnetowiderstandselement aufweist, wobei der Magnetfeldsensor weiterhin einen Stromgenerator aufweist, welcher mit dem Magnetowiderstandselement gekoppelt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen elektronischen Schalter, welcher über den Selbstteststromleiter gekoppelt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsschaltung aufweist: einen Komparator, welcher gekoppelt ist, um ein Signal zu empfangen, welches repräsentativ für das zusammengesetzte Magnetfeldsignal ist, welcher gekoppelt ist, um ein Grenzwertsignal zu empfangen und welcher konfiguriert ist, um ein nichtlineares Ausgabesignal zu erzeugen; und eine Logikschaltung, welche konfiguriert ist, um das Grenzwertsignal zu erzeugen, welches einen Wert hat, welcher dynamisch unter vier verschiedenen Grenzwertsignalwerten ausgewählt wird.
Verfahren zum Erzeugen eines Selbsttests eines Magnetfeldsensors, aufweisend: Erzeugen eines zusammengesetzten Magnetfeldsignals mit einem Magnetfeldsensierelement, welches einen auf ein gemessenes Magnetfeld reagierenden Signalanteil und einen auf einen Selbsttest reagierenden Signalanteil hat, wobei der auf das gemessene Magnetfeld reagierende Signalanteil auf ein gemessenes Magnetfeld reagiert, und der auf den Selbsttest reagierende Signalanteil auf ein Selbsttestmagnetfeld reagiert; Erzeugen eines Selbstteststromes in einem Selbstteststromleiter benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement, wobei der Selbstteststromleiter zum Führen des Selbstteststromes das Selbsttestmagnetfeld erzeugt; Erzeugen eines Sensorausgabesignals, welches repräsentativ für den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil ist; und Erzeugen wenigstens eines von einem Diagnosesignal, welches repräsentativ für den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist, oder einem zusammengesetzten Signal, welches repräsentativ für sowohl den auf das gemessene Magnetfeld reagierenden Signalanteil als auch den auf den Selbsttest reagierenden Signalanteil ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Selbstteststromleiter einen Leiter aufweist, welcher durch das Substrat abgestützt ist, und benachbart zu dem Magnetfeldsensierelement ist.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Selbstteststromleiter eine Spule aufwiest, welche durch das Substrat abgestützt ist, und mehr als eine metallische Lage oder Schicht aufspannt, welche durch das Substrat abgestützt ist.
Magnetfeldsensor nach Anspruch 37, schaltend eine Richtung des Selbstteststromes und des zugeordneten Selbsttestmagnetfeld in Antwort auf eine Größe des gemessenen Magnetfelds.
Verfahren nach Anspruch 40, weiterhin aufweisend ein elektromagnetisches Abschirmen des Selbsttestleiters.
Verfahren nach Anspruch 37, weiterhin aufweisend ein elektromagnetisches Abschirmen des Selbstteststromleiters.