电子设备及其操作方法与流程

1.本公开的示例性实施例涉及一种电子设备及其操作方法，尤其是，涉及一种用于检测发动机驱动的动力转向系统中的模数转换器的参考信号中的误差的方法及其电子设备。


背景技术：

2.近来，车辆具有用于提高驾驶员便利性的各种功能，并且配备有各种先进的检测传感器和电子控制设备以实现这些功能。例如，帮助驾驶员容易地操作转向盘的发动机驱动的动力转向系统正被配备到车辆。这种发动机驱动的动力转向系统可以通过使用发动机来执行辅助驾驶员转向的功能。
3.本公开的背景技术公开于韩国专利申请公开10-2020-0046792(2020年5月7日公开，名称为“a control method of mdps(一种mdps的控制方法)”)。


技术实现要素：

4.在发动机驱动的动力转向系统中，通过微控制器单元(micro controller unit,mcu)内的模数转换器(analog-to-digital converter,adc)将通过各种传感器输出的模拟信号转换为数字信号。模数转换器使用参考信号将模拟信号转换为数字信号。当这种参考信号中存在误差时，通过传感器输出的模拟信号可能被转换成错误的数字信号，从而由于发动机驱动的动力转向系统中的错误的数字信号而可能发生误操作。因此，可能需要一种用于检测模数转换器的参考信号中的误差的解决方案。
5.各种实施例旨在提供一种用于检测发动机驱动的动力转向系统中的模数转换器的参考信号中的误差的方法及其电子设备。
6.根据本公开的各种实施例的电子设备可以包括：电源管理集成电路(power management integrated circuit,pmic)；以及电连接到该电源管理集成电路的微控制器单元(mcu)，其中，当从该电源管理集成电路输出用于驱动该微控制器单元的第一驱动功率信号时，该微控制器单元基于该第一驱动功率信号生成用于确定在该微控制器单元中包括的模数转换器(adc)的参考信号中的误差的数字信号，识别该数字信号的误差率，并且当该数字信号的该误差率超过参考误差率时，进入动力转向系统安全模式，使得发动机驱动的动力转向系统的至少一些功能被限制。
7.根据各种实施例，该模数转换器可以使用从该电源管理集成电路输出的第二驱动功率信号作为参考信号，以驱动用于该发动机驱动的动力转向系统的内部传感器。
8.根据各种实施例，该电子设备还可以包括多个电阻，用于调整该第一驱动功率信号的电压，其中，作为生成该数字信号的操作的至少一部分，当接收到具有通过该多个电阻调整的电压的第一驱动功率信号时，该模数转换器可以基于该参考信号将电压调整后的第一驱动功率信号转换为该数字信号。
9.根据各种实施例，所述参考误差率可以被确定为通过将下列误差率的至少一些相
加而获得的值：将该第一驱动功率信号发送到该微控制器单元(mcu)的微控制器单元电源低压差(low dropout,ldo)的误差率、该多个电阻的误差率以及该模数转换器的误差率。
10.根据各种实施例，作为识别该数字信号的该误差率的操作的至少一部分，该微控制器单元可以通过将该模数转换器生成的该数字信号与先前存储的数字信号进行比较来识别该数字信号的该误差率。
11.根据各种实施例，该动力转向系统安全模式可以包括下列模式中的至少一部分：通用的发动机驱动的动力转向系统的手动模式、全冗余发动机驱动的动力转向系统的输出限制模式，以及全冗余发动机驱动的动力转向系统的手动模式。
12.根据本公开的各种实施例的电子设备的操作方法可以包括：当从该电子设备的电源管理集成电路(pmic)输出用于驱动该电子设备的微控制器单元(mcu)的第一驱动功率信号时，该微控制器单元基于该第一驱动功率信号生成用于确定在该微控制器单元中包括的模数转换器(adc)的参考信号中的误差的数字信号的步骤；该微控制器单元识别该数字信号的误差率的步骤；以及当该数字信号的该误差率超过参考误差率时，该微控制器单元进入动力转向系统安全模式，使得发动机驱动的动力转向系统的至少一些功能被限制的步骤。
13.根据各种实施例，生成该数字信号的步骤可以包括以下步骤：响应于接收到具有通过多个电阻调整的电压的第一驱动功率信号，该模数转换器基于该参考信号将电压调整后的第一驱动功率信号转换为该数字信号，并且该模数转换器可以使用该电源管理集成电路输出的第二驱动功率信号作为参考信号，以驱动该发动机驱动的动力转向系统的内部传感器。
14.根据各种实施例，该参考误差率可以被确定为通过将下列误差率的至少一些相加而获得的值：将该第一驱动功率信号发送到该微控制器单元(mcu)的微控制器单元电源低压差(ldo)的误差率、该多个电阻的误差率以及该模数转换器的误差率。
15.根据各种实施例，识别该数字信号的该误差率的步骤可以包括该微控制器单元通过将该模数转换器生成的该数字信号与先前存储的数字信号进行比较来识别该数字信号的该误差率的步骤。
16.根据各种实施例，该动力转向系统安全模式可以包括下列模式中的至少一部分：通用发动机驱动的动力转向系统的手动模式、全冗余发动机驱动的动力转向系统的输出限制模式，以及全冗余发动机驱动的动力转向系统的手动模式。
17.本公开的各种实施例可以检测发动机驱动的动力转向系统中的模数转换器的参考信号中的误差，并且响应于检测到该误差，限制发动机驱动的动力转向系统的一些功能，从而实质上防止了因参考信号中的误差引起的发动机驱动的动力转向系统的误操作而导致的事故的发生。
附图说明
18.图1是根据各种实施例的电子设备的框图。
19.图2是示出根据各种实施例的模数转换器的示图。
20.图3是用于解释根据各种实施例的电子设备检测模数转换器的参考信号中的误差的方法的流程图。
具体实施方式
21.与相应领域的传统一样，一些示例性实施例可以在附图中以功能块、单元和/或模块的形式示出。本领域普通技术人员将理解，这些块、单元和/或模块由电子(或光)电路物理实现，所述电子(或光)电路例如逻辑电路、分立元件、处理器、硬连线电路、存储器元件、布线连接等。当上述块、单元和/或模块由处理器或类似硬件实现时，可以使用软件(例如代码)对它们进行编程和控制以执行本文讨论的各种功能。可替代地，每个块、单元和/或模块可以由专用硬件来实现或作为执行部分功能的专用硬件和执行其他功能的处理器(例如，一个或多个已编程的处理器和相关联的电路)的组合来实现。在不脱离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的每个块、单元和/或模块可以物理地分离成两个或多个交互和离散的块、单元和/或模块。此外，在不脱离本发明构思的范围的情况下，一些示例性实施例的块、单元和/或模块可以物理地组合成更复杂的块、单元和/或模块。
22.在下文中，将参考附图描述本文件的各种实施例。实施例和其中使用的术语不旨在将本文件中描述的技术限制为特定实施例，而应被解释为包括相应实施例的各种修改、等同和/或替代。关于附图的描述，相似的附图标记可用于相似的组件。除非上下文另有明确说明，否则单数形式的表述可包括复数形式的表述。在本文件中，诸如“a或b”或“a和/或b中的至少一个”的表述可以包括一并列出的项目的所有可能组合。诸如“第一”或“第二”的表述可以不分顺序或重要性地对相应的组件进行修饰，其仅用于区分一个组件与另一组件，而并不限制相应的组件。当(例如：第一)组件被称为“(功能上或通信地)连接”或“耦接”到另一(例如：第二)组件时，该组件可以直接连接到另一组件，或者可以是通过又一组件(例如：第三组件)连接到另一组件。
23.在本文件中，取决于场景例如以硬件或软件方式，“配置为(或设置)”可以与“适合于”、“具有能力”、“修改为”、“制造为”、“能够”或“设计为”可互换地使用。在某些情况下，表述“设备配置为”可能意味着该设备“能够”进行至少一个操作。例如，“被配置为(或设置)执行a、b和c的处理器”可以指用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)，或能够通过执行存储在存储设备中的一个或多个软件程序来执行相应的操作的通用处理器(例如，cpu或应用处理器)。
24.图1是根据各种实施例的电子设备的框图。图2是示出根据各种实施例的模数转换器的示图。
25.参考图1和图2，电子设备100可以包括微控制器单元(mcu)120、电源管理模块130、电源140、内部传感器150和外部传感器160。根据实施例，电子设备100的组件不限于上述组件，还可以进一步包括除上述组件之外的其他组件。根据实施例，微控制器单元120可以包括模数转换器(adc)121和核123。根据实施例，电源管理模块130可以包括微控制器单元(mcu)电源低压差(ldo)131、内部传感器电源低压差(ldo)133和外部传感器电源低压差(ldo)135。
26.根据各种实施例，微控制器单元120可以基于从mcu电源ldo 131提供的驱动功率信号操作。例如，微控制器单元120的模数转换器121和核123可以基于从mcu电源ldo 131提供的驱动功率来操作。根据一实施例，微控制器单元120可以通过识别驱动功率信号的电压电平来确定从mcu电源ldo 131提供的驱动功率信号中是否存在误差。
27.根据各种实施例，微控制器单元120可以通过使用模数转换器121将从内部传感器
150(例如，电流传感器、温度传感器等)和/或外部传感器160(例如，扭矩传感器、转向角传感器等)接收的模拟信号转换为数字信号。具体地，当从内部传感器150或外部传感器160接收模拟信号时，微控制器单元120的模数转换器121可以基于从电源管理模块130的内部传感器电源ldo 133提供的参考信号将模拟信号转换为数字信号，并将数字信号提供给微控制器单元120的核123。核123可以基于通过模数转换器121输出的数字信号来控制车辆的动力转向系统。根据一实施例，模数转换器121可以如图2所示实现，并且在这种情况下，从内部传感器电源ldo 133提供的参考信号被提供作为电压参考，从内部传感器150或外部传感器160提供的模拟信号被提供作为adc的输入，并且数字信号可以由下面的《等式1》定义。
28.《等式1》
29.数字输出＝(2n×
模拟输入电压)/参考电压
30.在上述《等式1》中，数字输出可以表示转换后的数字信号，模拟输入电压可以表示从传感器提供的模拟信号，并且参考电压可以表示模数转换器的参考信号。图2的电路配置仅为一个实施例，并且模数转换器的电路配置可以以与图2不同的方式实现。
31.根据各种实施例，微控制器单元120可以基于从mcu电源ldo 131提供的驱动功率信号来确定模数转换器121的参考信号中是否存在误差。具体地，在从mcu电源ldo 131输出的驱动功率信号的电压通过多个电阻111和113调整后，可以将电压调整后的驱动功率信号提供给微控制器单元120的模数转换器121，并且微控制器单元120的模数转换器121可以基于从内部传感器电源ldo 133提供的参考信号将电压调整后的驱动功率信号转换为数字信号，并将转换后的数字信号发送到微控制器单元120的核123。当接收到由电压调整后的驱动功率信号转换的数字信号时，核123可以识别数字信号的误差率，并基于识别出的误差率确定参考信号中是否存在误差。由于从mcu电源ldo 131提供的驱动功率信号具有恒定值(例如，3.3v)，基于驱动功率信号生成的数字信号可以具有恒定值。因此，在本公开中，通过确定基于驱动功率信号生成的数字信号的误差率是否超过参考误差率(例如，通常在3％至4％之内)，可以确定参考信号中是否存在误差。例如，当提供基于驱动功率信号生成的数字信号时，核123可以通过将所提供的数字信号与先前存储的数字信号进行比较来识别所提供的数字信号的误差率，并且当识别出的误差率超过参考误差率时，确定参考信号中存在误差。根据实施例，参考误差率可以基于根据产品实现可能发生的误差来确定。例如，参考误差率可以被确定为通过将下列误差率中的至少一部分相加而获得的值：mcu电源ldo 131的误差率、多个电阻111和113的误差率，以及模数转换器121的误差率。
32.根据各种实施例，当检测到参考信号中的误差时，微控制器单元120可以进入动力转向系统安全模式。当参考信号中存在误差时，车辆的转向控制可能与车辆驾驶员的意图不同，从而导致车辆事故。因此，响应于检测到参考信号中的误差，微控制器单元120可以进入动力转向系统安全模式，使得发动机驱动的动力转向系统的至少一些功能被限制。根据一实施例，动力转向系统安全模式可以包括通用发动机驱动的动力转向系统的手动模式、全冗余发动机驱动的动力转向系统的输出限制模式或手动模式等。根据一实施例，当没有检测到参考信号中的误差时，微控制器单元120可以执行正常的动力转向系统辅助。
33.根据各种实施例，电源管理模块130可以基于从电源140提供的电力向另一组件(例如，微控制器单元120)提供电力。根据一实施例，mcu电源ldo 131可以向微控制器单元120提供用于驱动微控制器单元120的驱动功率信号(例如，3.3v)。根据一实施例，为了检测
参考信号中的误差，可以基于多个电阻111和113来调整从mcu电源ldo 131输出的驱动功率信号的电压，然后可以将电压调整后的驱动功率信号提供到微控制器单元120。在一实施例中，内部传感器电源ldo 133可以为内部传感器150提供驱动功率信号(例如5v)，以驱动用于发动机驱动的动力转向系统的内部传感器150，并且向模数转换器121提供参考信号(例如，5v)。根据一实施例，外部传感器电源ldo 135可以向外部传感器160提供驱动功率信号(例如，5v)以驱动用于发动机驱动的动力转向系统的外部传感器160。根据一实施例，电源管理模块130可以被称为电源管理集成电路(pmic)。
34.上文已经描述了通过多个电阻111和113来调整从mcu电源ldo 131输出的驱动功率信号的电压，然后将电压调整后的驱动功率信号提供给模数转换器121。然而，根据各种实施例，驱动功率信号也可以在没有电压调整的情况下提供给模数转换器121。在这种情况下，模数转换器121可以将驱动功率信号转换为数字信号，并通过使用转换后的数字信号来确定参考信号中是否存在误差。
35.如上所述，电子设备100检测模数转换器121的参考信号中的误差并且响应于检测到该误差，限制动力转向系统的一些功能，从而实质上防止因参考信号中的误差引起的动力转向系统的误操作而导致的车辆事故的发生。此外，本公开所提出的电子设备100利用相关技术中的发动机驱动的动力转向系统的配置并且仅增加了一些组件(例如，电阻111和113)，从而最小化由于技术应用而导致的额外成本。
36.图3是用于解释根据各种实施例的电子设备检测模数转换器的参考信号中的误差的方法的流程图。
37.参考图3，在操作301中，电子设备(例如，图1的电子设备100)的微控制器单元(例如，图1的微控制器单元120)可以基于从mcu电源ldo(例如，图1的mcu电源ldo 131)提供的驱动功率信号生成用于确定模数转换器(例如，图1的模数转换器121)的参考信号中的误差的数字信号。例如，从mcu电源ldo 131输出的驱动功率信号的电压由多个电阻111和113调整，并且电压调整后的驱动功率信号被提供给模数转换器121。当接收到电压调整后的驱动功率信号时，模数转换器121可以通过使用从内部传感器电源ldo 133提供的参考信号将电压调整后的驱动功率信号转换为数字信号。通过模数转换器121转换的数字信号可以被提供到微控制器单元120的核123。
38.在操作303中，微控制器单元120可以识别数字信号的误差率超过参考误差率。例如，微控制器单元120的核123可以通过将模数转换器121提供的数字信号与先前存储的数字信号进行比较来识别数字信号的误差率，并确定所识别的误差率是否超过参考误差率，从而识别出数字信号的误差率超过参考误差率。根据一实施例，参考误差率可以被确定为通过将下列误差率的至少一些相加而获得的值：mcu电源ldo 131的误差率、多个电阻111和113的误差率，以及模数转换器121的误差率。根据一实施例，当数字信号的误差率不超过参考误差率时，核123可以基于数字信号执行发动机驱动的动力转向系统的辅助功能。
39.在操作305中，响应于识别出数字信号的误差率超过参考误差率，微控制器单元120可以进入动力转向系统安全模式。例如，当识别出数字信号的误差率超过参考误差率时，微控制器单元120可以确定模数转换器121的参考信号中存在误差，并进入动力转向系统安全模式，使得发动机驱动的动力转向系统的至少一些功能被限制。根据一实施例，动力转向系统安全模式可以包括通用发动机驱动的动力转向系统的手动模式、全冗余发动机驱
动的动力转向系统的输出限制模式或手动模式等。
40.如上所述，电子设备100检测模数转换器121的参考信号中的误差并且响应于检测到该误差，限制动力转向系统的一些功能，从而实质上防止因参考信号中的误差引起的动力转向系统的误操作而导致的车辆事故的发生。此外，本公开所提出的电子设备100利用相关技术中的发动机驱动的动力转向系统的配置并且仅增加了一些组件(例如，电阻111和113)，从而最小化由于技术应用而导致的额外成本。
41.本文件中使用的术语“模块”可以包括以硬件、软件或固件实现的单元，并且例如可以与诸如逻辑、逻辑块、部件(part)或电路等术语互换地使用。模块可以是一体成型的部件，或执行一个或多个功能的部件的一部分或最小单元。例如，根据一实施例，模块可以以专用集成电路(asic)的形式实现。
42.根据各种实施例，上述组件中的每个组件(例如，模块或程序)可以包括单个实体或多个实体。根据各种实施例，在上述组件中，可以省略或添加一个或多个组件或操作。可替代地或附加地，多个组件(例如，模块或程序)可以被集成到一个组件中。在这种情况下，集成的组件可以与集成之前的多个组件中的对应组件执行的功能相同或类似地执行多个组件中的每个组件的一个或多个功能。根据各种实施例，由模块、程序或其他组件执行的操作可以顺序地、并行地、重复地或启发式地执行，可以以不同的顺序执行或省略一个或多个操作，或者可以添加一个或多个其他操作。