CN111746638B

CN111746638B - 检测单元

Info

Publication number: CN111746638B
Application number: CN202010225545.8A
Authority: CN
Inventors: 藤田敏博
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-28
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: CN111746638A; US11639192B2; US20200307683A1; CN111746638B8; JP2020159994A; JP7234737B2

Abstract

一种检测单元，具有用于检测根据磁体(875)的旋转引起的磁场变化的检测元件(141、142、241、242)以及用于根据检测元件检测到的物理量计算角度信号(DA1、DB1、DA2、DB2)的角度计算器(151、152、251、252)。此外，存储器(175)存储用于校正角度信号(DA1)的检测误差的多个校正值(A11、A12)，并且另一存储器(275)存储用于校正角度信号(DA2)的检测误差的多个校正值(A21、A22)。异常确定器(172)确定校正值(A11、A12)的异常，另一异常确定器(272)确定校正值(A21、A22)的异常。控制计算器(171、271)通过使用已确定为正常的校正值进行了校正的角度信号(DA1、DA2)执行控制计算。

Description

检测单元

技术领域

本公开内容总体上涉及检测单元。

背景技术

在相关技术中，已知用于检测转子的旋转位置的旋转角传感器。旋转角传感器具有取决于组装精度的检测误差。例如，在专利文献1中，创建了γ轴电流变为“0”的空载稳定旋转状态，并且根据γ-δ轴的电压方程计算出角误差，即组装偏移角，作为校正值。

(专利文献1)日本公开特许公报第JP-2011-135641号

旋转角传感器的校正值例如存储在存储区域等中，这会易受由于数据损坏等而导致存储的校正值异常的影响。在校正值变得异常时使用默认值继续检测的操作方案中，仍然需要高精度地组装旋转角传感器等以使得默认值具有一定程度的检测精度。此外，即使以高精度执行组装，使用默认值的检测也具有比使用校正值的检测低的检测精度。

发明内容

本公开内容的目的是提供一种即使在校正值中发生异常时也能够确保检测精度的检测单元。

本公开内容的检测单元包括检测元件、计算单元、非易失性存储器、异常确定器和控制计算器。

检测元件检测物理量的变化。计算单元根据检测元件检测到的物理量来计算检测值。非易失性存储器针对同一检测值存储了用于校正检测误差的多个校正值。异常确定器确定校正值的异常。控制计算器通过使用由已确定为正常的校正值进行了校正的检测值来执行控制计算。

由于存储了针对同一检测值的多个校正值，即使当存储的校正值的一部分由于数据损坏等而变得异常时，通过切换到另一校正值，能够确保检测精度在相同级别上。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本公开内容的目的、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1是根据第一实施方式的转向系统的示意性配置图；

图2是根据第一实施方式的驱动装置的横截面图；

图3是沿着图2中的线III-III截取的横截面图；

图4是根据第一实施方式的电子控制单元(ECU)的框图；

图5是根据第一实施方式的校正过程的流程图；

图6是根据第二实施方式的ECU的框图；

图7是根据第三实施方式的ECU的框图；

图8是根据第四实施方式的ECU的框图；以及

图9是根据第五实施方式的ECU的框图。

具体实施方式

下文中，基于附图描述根据本公开内容的检测单元。在以下多个实施方式中，使用相同的附图标记指示基本上相同的结构配置，从而简化描述。

(第一实施方式)

图1至图8中示出了根据第一实施方式的检测单元。如图1所示，ECU10作为检测单元被应用于电动助力转向设备8，用于与作为旋转电机的电机80一起辅助车辆的转向操作。图1示出了包括电动助力转向设备8的转向系统90的总体配置。转向系统90包括方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98、电动助力转向设备8等。

方向盘91连接到转向轴92。扭矩传感器94设置在转向轴92上以检测转向扭矩。扭矩传感器94包括第一扭矩检测单元194和第二扭矩检测单元294。小齿轮96设置在转向轴92的轴向端。小齿轮96与齿条轴97啮合。一对车轮98经由例如拉杆耦接在齿条轴97的两端。

当车辆的驾驶员旋转方向盘91时，连接到方向盘91的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96转换为齿条轴97的线性运动。将一对车轮98转向至对应于齿条轴97的位移量的角度。

电动助力转向设备8包括：驱动装置40，该驱动装置40包括电机80和ECU 10；以及作为降低电机80的转速并将旋转传送至转向轴92的动力传送机构的减速齿轮89等。本实施方式的电动助力转向设备8是转向柱辅助型，但也可以可替选地是将电机80的旋转传送到齿条轴97的齿条辅助型。在本实施方式中，转向轴92对应于受驱动对象。

如图2和图3所示，电机80输出转向所需的部分或全部扭矩，并通过电池(未示出)供电来驱动，以驱动减速齿轮89向前和向后旋转。电机80是三相无刷电机并具有如图2所示的转子860和定子840。

电机80具有作为绕组组的第一电机绕组180和第二电机绕组280。电机绕组180和280具有相同的电特性，并且以彼此30度的电角度的偏移而抵消缠绕(cancel-wound)在公共定子840周围。对应地，相电流被可控地提供给电机绕组180和280，使得相电流具有30度的相位差通过优化电流供应相位差，提高了输出扭矩。它还可以减少六阶扭矩脉动。此外，由于通过提供具有相位差的电流，在电机绕组之间，电流被均分，因此可以最大限度地消除噪声和振动。此外，由于在电机绕组当中(即，在电机绕组和其他部件的两个系统当中)发热也被均分，因此当在两个系统当中可供应电流被均分时，关于每个传感器的检测值和扭矩的与温度相关的系统间误差可以减小。注意，电机绕组180和电机绕组280的电特性可以彼此不同。

下文中，与第一电机绕组180的驱动控制有关的第一驱动电路120等的配置将称为第一系统L1，与第二电机绕组280的驱动控制有关的第二驱动电路220等的配置将称为第二系统L2。此外，与第一系统L1相关的配置基本上用100的附图标记表示，与第二系统L2相关的配置基本上用200的附图标记表示。在第一系统L1和第二系统L2中，用在最低有效的两位中具有相同的附图标记来指示相同或相似的配置。此外，在适当的情况下，术语“第一”用后缀“1”表示，术语“第二”用后缀“2”表示。

在驱动装置40中，ECU 10被集成地设置在电机80的一个轴向端上，这可以称为机构-电路集成型驱动装置。然而，电机80和ECU 10也可以彼此分开地布置。ECU 10与轴870的轴线Ax同轴地布置在与电机80的输出轴相对的一侧。ECU 10也可以可替选地布置在电机80的输出轴侧。通过采用机构-电路集成型配置，实现了ECU 10和电机80在车辆有限安装空间内的高效布置。

电机80包括定子840、转子860、容纳定子840和转子860的外壳830等。定子840固定至外壳830，并且电机绕组180和电机绕组280绕在其上。转子860设置在定子840的径向内侧，以相对于定子840能够旋转。

轴870安装在转子860中以与转子860整体旋转。轴870由外壳830通过轴承835和836可旋转地支撑。ECU 10侧的轴870的端部从外壳830向ECU 10突出。在ECU 10侧的轴870的轴向端处设置有磁体875。磁体875的中心设置在轴线Ax上。

外壳830包括具有后框架端837的有底圆筒形壳体834和设置在壳体834的开口侧的前框架端838。壳体834和前框架端838通过螺栓等相互固定。引线插入孔839形成在后框架端837中。连接到电机绕组180和280的每相的引线185和285通过引线插入孔839插入。引线185和285从引线插入孔839朝向ECU 10引出，并连接至电路板470。

ECU 10包括盖460、固定至盖460的散热器465、固定至散热器465的电路板470、安装在电路板470上的其他电子部件等。

提供盖460以保护电子部件免受外部冲击，并防止灰尘和水进入ECU10的内部。在盖460中，盖主体461和连接构件462是一体形成的。注意，连接器构件462也可以可替选地与盖主体461分离。连接器构件462的端子463经由布线(未示出)等连接至电路板470。连接器的数量和端子的数量可以对应于信号的数量等而改变。连接器构件462设置在驱动装置40的轴向方向的端部，并且在与电机80相反的一侧是敞开的。

电路板470例如是印刷电路板，并且被定位成面对后框架端837。在电路板470上，两个系统的电子部件针对每个系统被安装在两个独立区域中。注意，虽然在本实施方式中，在两个系统之间共享的共享电子部件安装在单个电路板470上，但是这样的电子部件也可以安装在(即，分布在)多个电路板上。

在电路板470的两个主表面中，一个面向电机80的表面称为电机侧表面471，另一个与电机80相反的表面称为盖侧表面472。如图3所示，在电机侧表面471上安装了构成驱动电路120的开关元件121、构成驱动电路220的开关元件221、角传感器126、226、定制IC 135、235等。角传感器126、226安装在面对磁体875的位置，以便能够检测磁体875的旋转引起的磁场变化。

在盖侧表面472上，安装有电容器128、228、电感器129、229和形成控制器170、270的微型计算机。在图3中，将附图标记170和附图标记270分别分配给作为控制器170和控制器270提供的微型计算机。电容器128和电容器228平滑来自电池101和电池201(未示出)的电力输入。此外，电容器128和228通过在其中存储电荷来辅助到电机80的电源。电容器128、228和电感器129、229分别提供滤波电路，以减少从共享电池的其他装置发送的噪声，并且还减少从驱动装置40发送到共享电池的其他设备的噪声。尽管图3中未示出，电源继电器122和222、电机继电器125和225、电流传感器127和227等也安装在电机侧表面471或盖侧表面472上。

如图4所示，ECU 10包括驱动电路120和驱动电路220、控制器170和控制器270、旋转角传感器301等。在图4中，通常是逆变器的驱动电路被标明为“INV”(即逆变器)。第一驱动电路120是具有六个开关元件121的转换提供给第一电机绕组180的电力的三相逆变器。第二驱动电路220是具有六个开关元件221的转换提供给第二电机绕组280的电力的三相逆变器。基于从第一控制器170输出的控制信号来控制开关元件121和开关元件221的开/关操作。

旋转角传感器301包括第一传感器单元131和第二传感器单元231。第一传感器单元131向第一控制器170输出检测值，以及第二传感器单元231向第二控制器270输出检测值。传感器单元131和231可以具有分别的封装或者可以具有一个封装。由于传感器单元131和231具有相同的配置，因此在下文中主要描述第一传感器单元131，并且酌情省略对第二传感器单元231的描述。

第一传感器单元131包括主检测元件141、副检测元件142、角度计算单元151和角度计算单元152、存储单元155和存储单元156以及通信单元159，并且当诸如未示出的车辆的点火开关之类的启动开关接通时，从第一电源291接收电力供应。例如，第一电源291是诸如调节器的恒压电源。在下文中，启动开关被适当地描述为“IG”。

检测元件141和检测元件142检测根据电机80的旋转而引起的磁体875的磁场变化，并且被实现为例如磁阻元件诸如AMR(磁性)传感器、TMR(隧道磁阻)传感器、GMR(巨磁阻)传感器、霍尔元件等。检测元件141和检测元件142优选地彼此具有各自不同的传感器特性。例如，检测元件141是AMR元件，而检测元件142是TMR元件。在此，当例如在传感器布局、传感器材料组合比、生产批次、批次的晶片数量或在同一晶片中的芯片位置(即使元件类型相同)中看到差异时，也可以将其视为具有与传感器元件相关的不同元件配置。此外，当不仅在元件中而且在周围电路等(例如连接到传感器元件的检测电路和算术电路)中以及在供应到传感器元件的电源的类型和电压中看到差异时，也可以认为具有不同的元件配置。通过使用具有不同传感器特性的元件，可以避免共因故障诸如磁通密度异常，从功能安全的角度来看，这是可取的。下文中，视情况将“A1”附加到检测元件141的配置和与检测元件141相关的值，并且将“B1”附加到检测元件142的配置和与检测元件142相关的值。

在此，检测元件141和142被表示为“主”和“副”以便区分这两个元件。在本实施方式中，主检测元件141用于控制，副检测元件142用于异常检测。然而，它们在功能上可能是等价的。这同样适用于检测元件241和242(即，附加到元件241的“A2”和附加到元件242的“B2”)。

角度计算单元151基于已由AD转换单元(未示出)进行AD转换的检测元件141的检测值来计算角度信号DA1。角度计算单元152基于已由AD转换单元(未示出)进行AD转换的检测元件142的检测值来计算角度信号DB1。角度信号DA1和角度信号DB1是对应于转子860的旋转角的值，其可以是可以转换为旋转角的任何值。在本实施方式中，角度信号DA1是用于电机80的驱动控制的“用于控制”，角度信号DB1是用于通过与角度信号DA1相比较进行异常监测的“用于异常监测”。

例如，存储单元155是诸如ROM(只读存储器)的非易失性存储器，并且存储单元156是诸如RAM(随机存取存储器)的易失性存储器。在该图中，非易失性存储器被描述为“ROM”，易失性存储器被描述为“RAM”，存储区域由双点划线来指示。存储单元155存储传感器间误差校正值ΔC1。存储单元156存储在系统激活后从存储单元155复制的传感器间误差校正ΔC1。传感器间误差校正值ΔC1是角度信号DB1相对于角度信号DA1的差，并且是能够补偿在角度信号DA1和DB1当中的检测误差的值。角度计算单元152使用由传感器间误差校正值ΔC1校正的值作为角度信号DB1。

通信单元159生成包括角度信号DA1和DB1两者的输出信号，并通过诸如SPI(串行外设接口)通信的数字通信将输出信号输出到第一控制器170。通信方法可以是SPI通信以外的方法。可替选地，可以将角度信号DA1和DB1分开输出到第一控制器170。在此，角度信号DB1被作为通过传感器间误差校正值ΔC1进行校正之后的值输出到第一控制器170。以这样的方式，第一控制器170不需要执行关于角度信号DA1和DB1的检测误差校正。

第二传感器单元231包括主检测元件241、副检测元件242、角度计算单元251和角度计算单元252、存储单元255和存储单元256以及通信单元259，并且当IG接通时从第二电源291接收电力供应。第二电源291例如是诸如调节器的恒压电源。第二传感器单元231与第一传感器单元131相同，因此适当地省略描述。传感器单元131和传感器单元231可以在不同的封装中提供，或者可以在一个封装中提供。

检测元件241和检测元件242检测根据电机80的旋转引起的磁体875的磁场变化，并且例如是磁阻元件诸如AMR传感器、TMR传感器、GMR传感器、霍尔元件等。理想的会是，检测元件241和242被实现为具有各自不同的传感器特性的传感器元件。

角度计算单元251基于检测元件241的检测值计算角度信号DA2，并且角度计算单元252基于检测元件242的检测值计算角度信号DB2。在本实施方式中，角度信号DA2“用于控制”，角度信号DB2“用于异常监测”。

存储单元255是例如非易失性存储器诸如ROM等，并且存储单元256是例如易失性存储器诸如RAM等。存储单元255存储传感器间误差校正值ΔC2。存储单元256存储在系统激活后从存储单元255复制的传感器间误差校正值ΔC2。传感器间误差校正值ΔC2是角度信号DB2相对于角度信号DA2的差，并且是能够补偿在角度信号DA2和DB2当中的检测误差的值。角度计算单元252使用由传感器间误差校正值ΔC2校正的值作为角度信号DB2。传感器间误差校正值ΔC1和ΔC2的计算可在组装到电机80之前单独在传感器IC检查时进行，也可在组装到电机80之后进行，或两者都进行。这同样适用于后面描述的实施方式中的传感器间误差校正值。

控制器170和270中的每一个主要由微型计算机等组成，并且尽管图中未示出，内部包括CPU、ROM、RAM、I/O、用于连接这些部件的总线等。在控制器170或270中执行的每个处理可以是通过CPU执行预先存储在诸如ROM的有形存储装置(即，计算机可读、非暂态、有形记录介质)中的程序进行的软件处理，或者也可以是通过使用专用电子电路进行的硬件处理。控制器170和270可以通过通信来发送和接收信息。在下文中，控制器170和270的通信视情况称为(微型)计算机间通信。

第一控制器170包括驱动控制单元171、异常确定器172以及存储单元175和存储单元176。驱动控制单元171通过控制驱动电路120的开关元件121的开/关操作来控制电机绕组180的激励(即，向电机绕组180供电)。异常确定器172监测角度信号DA1和角度信号DB1以及校正值A11和校正值A12的异常。

存储单元175是例如非易失性存储器诸如ROM，并且存储校正值A11和校正值A12。存储单元176例如是易失性存储器诸如RAM，并且存储校正值A1。校正值A1是与校正值A11和A12对应的值，并且校正用于各种控制(诸如电机80的驱动控制)的值。

第二控制器270包括驱动控制单元271、异常确定器272和存储单元275和276。驱动控制单元271通过控制驱动电路220的开关元件221的开/关操作来控制电机绕组280的激励。异常确定器272监测角度信号DA2、DB2和校正值A21、A22的异常。

存储单元275例如是非易失性存储器诸如ROM，并且存储校正值A21和校正值A22。存储单元276例如是易失性存储器诸如RAM，并且存储校正值A2。校正值A2是与校正值A21和A22对应的值，并且校正用于各种控制(诸如电机80的驱动控制)的值。

校正值A11和校正值A12是用于校正角度信号DA1的值，校正值A21和校正值A22是用于校正角度信号DA2的值。校正值A11、A12、A21和A22分别被设置为使得能够校正在传感器单元131和231被组装到电机80之后通过旋转电机80而造成的组装误差等的适当值。校正值A11、A12、A21和A22的计算可以由控制器170和控制器270中的至少一个执行，或者可以由外部检查装置(未示出)执行。此外，当控制器170和控制器270执行校正值A11、A12、A21和A22的计算时，用于校正值计算的程序等可在校正值计算之后被擦除。

校正值A11和校正值A12分别存储在不同的存储区域中。相同的值可以存储为不同的数据。例如，校正值A11的数据可以在一个存储区域中存储为“100100”，校正值A12的数据可以在另一个存储区域中存储为“011011”，即，值A11的位反转数据(bit inverted data)。此外，例如，校正值A11和校正值A12中的一个是MSB(即，最高有效位)，并且另一个是LSB(即，最低有效位)，其可能看起来像校正值A11的数据是“100100”，校正值A12的数据是“001001”。这同样适用于校正值A21和校正值A22。

在检测电机80的旋转的传感器单元131和传感器单元231中，可能由于例如检测元件141、142、241和242在传感器单元131和传感器单元231中的组装误差、元件141、142、241和242位于其上的传感器单元131和传感器单元231在基板470上的组装误差、和/或传感器单元131和传感器单元231与作为检测对象的转子860和磁体875的未对准而变差。

因此，在将传感器单元131和传感器单元231组装到电机80之后，可能需要在传感器单元131和传感器单元231中或控制器170和控制器270中存储用于消除误差的校正值。在此，在提供多个检测元件以例如用于异常检测或用于在异常时的检测或继续检测的情况下，当为每个检测元件设置校正值时，制造时间变长并且存储的数据量增加。此外，例如，当通过比较检测元件的检测值来执行异常监测时，由于每次执行比较时执行校正，因此计算负荷增加。

如果针对每个检测元件仅提供一个校正值，即使考虑到数据损坏，通过纠错和/或异常检测功能来确保数据的正确性，异常检测后的连续性也只能通过可用作为默认值的校正值来执行，这需要非常高精度的组装，以便使用默认值来使控制有效。此外，即使以高精度执行组装，使用默认值的检测精度也比使用校正值的检测精度差。

因此，在本实施方式中，用于校正角度信号DA1的两个校正值A11和A12被存储在作为非易失性存储器的存储单元175的不同区域中。此外，用于校正角度信号DA2的两个校正值A21和A22被存储在作为非易失性存储器的存储单元275的不同区域中。结果，即使当其中一个校正值由于数据损坏等而变得异常时，当校正值异常发生时，通过从一个切换到另一个来确保相同的角度检测精度。此外，校正值A11、A12、A21和A22被配置成能够分别用于误差校正和异常检测。更具体地，将奇偶校验、循环冗余校验(CRC)等添加到校正值A11、A12、A21和A22作为异常检测数据。

在本实施方式中，角度信号DA1和DA2用于控制，角度信号DB1和DB2用于异常监测。校正值ΔC1存储在第一传感器单元131中，并且用校正值ΔC1校正的角度信号DB1被输出到第一控制器170，以便当异常确定器172比较角度信号DA1和DB1时不需要校正各个角度信号DA1、DB1。类似地，校正值ΔC2存储在第二传感器单元231中，并且由校正值ΔC2校正的角度信号DB2被输出到第二控制器270，由此，当异常确定器272比较角度信号DA2和角度信号DB2时，不需要校正各个角度信号DA2、DB2。

此外，不必将角度信号DB1和角度信号DB2的校正值存储在控制器170和控制器270中，并且不必校正组装误差。注意，由于要发送到控制器170和控制器270的值由传感器单元131和传感器单元231校正，即DA1＝DB1和DA2＝DB2被发送到控制器170和控制器270，因此用于异常监测的角度信号DB1和角度信号DB2可用于控制。

基于图5的流程图描述本实施方式的校正过程。例如，当控制器170和控制器270启动时，诸如当IG从关转到开时，执行该处理。控制器170和270中的处理是相同的，因此下文描述第一控制器170中的处理。针对第二控制器270中的处理的描述，可以将下面使用的值读为对象系统的值。在下文中，步骤S101的“步骤”简单地表示为符号“S”。这同样适用于其他步骤。

在S101中，第一控制器170将校正值A11和校正值A12从存储单元175复制到存储单元176。复制到存储单元176的校正值A11和校正值A12被存储为校正值A11(RAM)和校正值A12(RAM)。

在S102中，异常确定器172确定校正值A11(RAM)和校正值A12(RAM)中存在或不存在数据异常。异常确定方法是CRC、奇偶校验、校验和、校正值A11(RAM)与校正值A12(RAM)的比较等。在此，尽管描述了校正值的数目是2，但是当校正值是3或更多时，可以另外通过多数判定(majority decision)来执行异常数据的识别和校正。

在S103中，第一控制器170基于S102中的异常确定结果来确定是否存在正常校正值。当确定存在正常校正值(S103：是)时，过程进行到S104，并且正常校正值被复制到存储在是易失性存储区域的存储单元176中的校正值A1，校正值A1用作用于控制的校正值。当确定不存在正常校正值(S103：否)时，过程进行到S105，并且停止电机80的驱动控制。可替选地，当电机80的控制可以通过具有低风险影响的默认值来执行时，可以使用默认值(例如，0)来执行电机80的驱动控制。

如上所述，作为检测单元的ECU 10包括传感器单元131和传感器单元231以及控制器170和控制器270。传感器单元131和传感器单元231具有检测元件141、142、241和242，控制器170和控制器270具有是非易失性存储单元的存储单元175和存储单元275、异常确定器172和异常确定器272以及驱动控制单元171、271。

检测元件141、142、241、242检测随磁体875的旋转而变化的磁场的变化作为物理量的变化。角度计算单元151、152、251、252计算角度信号DA1、DB1、DA2、DB2，这些是与由检测元件141、142、241、242检测到的物理量对应的值。

存储单元175存储多个校正值A11和校正值A12，所述多个校正值A11和校正值A12用于校正关于角度信号DA1的检测误差。存储单元275也存储用于校正关于角度信号DA2的角度误差的校正值A21和校正值A22。异常确定器172确定校正值A11和校正值A12的异常，且异常确定器272确定校正值A21和校正值A22的异常。驱动控制单元171和驱动控制单元271通过使用已确定为正常值的校正值分别校正的角度信号DA1和角度信号DA2来执行控制计算。在本实施方式中，驱动控制单元171和驱动控制单元271通过使用经校正的角度信号DA1和角度信号DA2来执行电机80的驱动控制。

在本实施方式中，为每个角度信号DA1和角度信号DA2存储多个校正值。因此，即使当一些校正值由于数据损坏等而变得异常时，通过从异常校正值切换到正常值，即使在数据异常时也可以确保相同的检测精度(即，相同的检测精度水平)。也就是说，如果至少一个校正值是正常的，则控制是可继续而不用切换到使用默认值进行的控制，这在ECU 10制造时的组装精度方面是有益的，即制造可以更容易地执行。

检测元件包括：主检测元件141和主检测元件241，其检测值用于在正常状态下用于驱动控制单元171和驱动控制单元271中的计算；以及副检测元件142和副检测元件242，用于监测主检测元件141和主检测元件241。校正值A11、A12、A21、A22是用于校正主检测元件141、241的角度信号DA1、DA2的检测误差的值。由此，与存储所有检测元件的校正值的情况相比，存储在存储单元175和存储单元275中的数据量可以减少。

第一传感器单元131具有主检测元件141、副检测元件142、角度计算单元151、152和存储单元155，所述存储单元155存储用于校正主检测元件141和副检测元件142之间的检测误差的传感器间误差校正值ΔC1。第二传感器单元231具有主检测元件241、副检测元件242、角度计算单元251、252和存储单元255，所述存储单元255存储用于校正主检测元件241与副检测元件242之间的检测误差的传感器间误差校正值ΔC2。

控制器170包括驱动控制单元171和271、存储单元175和275以及异常确定器172和272。即，在本实施方式中，用于校正与主检测元件141和主检测元件241相关的角度信号DA1和角度信号DA2的校正值存储在控制器170和控制器270的存储单元175和存储单元275中，传感器间误差校正值ΔC1和ΔC2存储在传感器单元131和传感器单元231的存储单元155和存储单元255中。

传感器单元131和传感器单元231利用传感器间误差校正值ΔC1和传感器间误差校正值ΔC2校正作为副检测元件142和副检测元件242的检测值的角度信号DB1和角度信号DB2，并将校正值输出到控制器170和270。以这样的方式，由第一控制器170获取的角度信号DA1和角度信号DB1是通过校正了检测元件141和检测元件142的检测误差而获得的值。因此，在使用角度信号DA1和角度信号DB1两者的值进行的计算中，诸如通过比较这些值进行的异常检测中，变得不需要对各个角度信号DA1和角度信号DB1进行校正，因此第一控制器170中的计算负荷可减少。此外，由于不必存储与角度信号DB1的组装误差相关的校正值，因此与控制单元170存储与角度信号DB1的组装误差相关的校正值的情况相比，制造中的校正时间可以减少。此外，当角度信号DA1变得异常并且使用角度信号DB1代替角度信号DA1时，角度信号DA1可以简单地替换为角度信号DB1。因此，可防止当使用角度信号DB1进行控制时计算负荷的增加。这同样适用于第二控制器270。

与同一检测值的校正相关的校正值可以存储为不同的数据。这使得可以避免共因故障。此外，通过设置不同的数据长度，可以减少与校正值相关的数据量。与角度信号DA1的校正相关的多个校正值A11和A12存储在一个存储单元175的不同存储区域中。此外，与角度信号DA2的校正相关的多个校正值A21和A22被存储在一个存储单元275的不同存储区域中。以这样的方式，多个校正值可以适当地存储在同一存储单元中。

(第二实施方式)

图6中示出了第二实施方式。在本实施方式中，存储单元255存储校正角度信号DA2相对于角度信号DA1的误差的传感器间误差校正值ΔC21和校正角度信号DB2相对于角度信号DA1的误差的传感器间误差校正值ΔC22。传感器间误差校正值ΔC21和ΔC22被复制到存储单元256。角度计算单元251将由传感器间误差校正值ΔC21校正的值设置为角度信号DA2，并且角度计算单元252将由传感器间误差校正值ΔC22校正的值设置为角度信号DB2。即，在本实施方式中，角度信号DA2、DB1和DB2都被校正以与角度信号DA1匹配。

由此，可以消除用于控制器170和控制器270中的控制的角度信号DA1和角度信号DA2的系统间误差。此外，由于角度信号DA1、DB1、DA2、DB2的输出在正常时间是相同的，控制器170、270可以通过微型计算机间通信来共享角度信号DA1、DB1、DA2、DB2，以便通过比较这些角度来执行异常监测。在比较通过微型计算机间通信而共享的角度信号DA1、DB1、DA2和DB2时，理想的会是，存储对象系统的过去值并且在(i)通过通信获得的来自另一系统的值与(ii)具有与来自另一系统的值匹配的检测定时的对象系统的过去值之间进行比较。可替选地，针对与来自对象系统的值的检测定时匹配，可以将另一系统的角度信号作为预测值。

在本实施方式中，由于角度信号DA2被传感器单元231校正以匹配角度信号DA1，所以输出到控制器170和控制器270的角度信号DA1和角度信号DA2彼此匹配。因此，校正值A11、A12、A21和A22也彼此匹配。因此通过(i)省略校正值A12和A22并(ii)通过微型计算机间通信发送校正值A11和校正值A21，校正值A11和校正值A12可以由控制器170和控制器270共享。以这样的方式，存储区域是可减少的。

在本实施方式中，存在传感器单元131和231与控制器170和270的多个组合，用于从传感器单元131和231获取角度信号DA1、DB1、DA2和DB2。即，也就是说，在本实施方式中，第一控制器170从第一传感器单元131获得角度信号DA1和角度信号DB1，第二控制器270从第二传感器单元231获得角度信号DA2和角度信号DB2，从而构成两个传感器-控制器对组合或两组传感器-控制器关联关系。

角度信号DA1、DB1、DA2和DB2从传感器单元131和传感器单元231输出到控制器170和控制器270，作为被校正为与传感器单元131和231中的一个参考值匹配的值。在本实施方式中，角度信号DA1对应于“参考值”，并且角度信号DB1、DA2和DB2被校正以与角度信号DA1匹配。注意，例如，通过将角度信号的平均值作为参考值，可以校正所有角度信号——包括角度信号DA1——与参考值匹配。

多个控制器170和控制器270通过通信来共享校正值A11、A12、A21和A22。在本实施方式中，由于输出到控制器170和270的角度信号被校正以与作为一个参考值的角度信号DA1匹配，即，由于校正值在控制器之间共享，因此针对与共享的参考值等的比较，不需要校正单独的各个值，从而减少控制器170和控制器270的计算负荷。本实施方式还提供与上述实施方式相同的优点。

(第三实施方式)

图7中示出了第三实施方式。ECU 11包括驱动电路120和驱动电路220、控制单元70、旋转角传感器301等。即，在本实施方式中，一个控制器70从传感器单元131和传感器单元231获取角度信号，并控制电机80的驱动。

控制器70包括驱动控制单元71、异常确定器72和存储单元75和存储单元76。驱动控制单元71控制驱动电路120和驱动电路220的开关元件121和221的开/关操作，并控制电机绕组180和电机绕组280的激励。异常确定器72监测角度信号DA1、DB1、DA2、DB2和校正值A11、A12的异常。存储单元75和存储单元76类似于上述实施方式的存储单元175和存储单元176。

传感器单元131和传感器单元231与第二实施方式中的传感器单元131和传感器单元231相同，并且角度信号DB1、DA2和DB2被校正以与角度信号DA1匹配，并且在正常时间角度信号DA1、DB1、DA2和DB2被输出为相同的值。因此，不必针对每个系统具有校正值，并且控制器70可以具有例如两个校正值A11和A12。与每个系统具有多个校正值的情况相比，这使得能够减小存储区域。本实施方式还提供与上述实施方式相同的优点。

(第四实施方式)

图8中示出了第四实施方式。在本实施方式中，用于校正角度信号DA1的校正值A11存储在第一控制器170的存储单元175中，校正值A12存储在第二控制器270的存储单元275中。此外，用于校正角度信号DA2的校正值A21存储在第二控制器270的存储单元275中，校正值A22存储在第一控制器170的存储单元175中。然后，通过经由微型计算机间通信相互发送校正值A12和校正值A22，可以执行与上述实施方式相同的处理。

在本实施方式中，存在多个作为非易失性存储单元的存储单元175和275，并且与同一角度信号DA1的校正相关的多个校正值A11和校正值A12存储在不同的存储单元175和存储单元275中。类似地，与角度信号DA2的校正相关的多个校正值A21和校正值A22被存储在不同的存储单元175和存储单元275中。

以这样的方式，存储校正值A11和校正值A12的存储区域变得物理上独立，并且可以防止共因故障(common cause failure)。此外，与在第二实施方式中一样，即，当角度信号DA1、DB1、DA2和DB2在正常时间的输出由于传感器侧的校正而是相同的值时，通过微型计算机间通信仅彼此发送校正值A11、A21而不使用值A12、A22可以减小存储区域。尽管图8示出了如第二实施方式中的所有角度信号与角度信号DA1匹配的示例，但也可能如第一实施方式中所示，角度信号DB1与角度信号DA1匹配，并且角度信号DB2与角度信号DA2匹配。本实施方式还提供与上述实施方式相同的优点。

(第五实施方式)

图9中示出了第五实施方式。在本实施方式中，在传感器侧校正所有角度信号DA1、DB1、DA2、DB2。在本实施方式中，在第一控制器170的存储单元175和第二控制器270的存储单元275每个中各存储一个校正值，并且通过微型计算机间通信发送校正值，以执行校正过程。

在本实施方式中，校正值A1是在传感器侧未校正角度信号DA1的情况下用于控制的校正值，它以预定比率分布在第一控制器170和传感器单元131之间。校正值A1的分布比是任意的，但在此的分布比是0.5。校正值A11×0.5存储在第一控制器170的存储单元175中，校正值A1×0.5存储在存储单元176中。此外，在第一传感器单元131的存储单元155和存储单元156中，存储校正值A1×0.5以校正角度信号DA1，并且存储校正值ΔC1+A1×0.5以校正角度信号DB1。

校正值A21存储在第二控制器270的存储单元175中，校正值A2×0.5存储在存储单元176中。此外，在第二传感器单元231的存储单元255和存储单元256中，存储校正值A2×0.5以校正角度信号DA2，存储校正值ΔC2+A2×0.5以校正角度信号DB2。

即，在本实施方式中，校正值A1被以预定比率分为控制单元侧校正值和传感器侧校正值，并且控制单元侧校正值存储在存储单元175中，并且传感器侧校正值存储在单元155中。校正值A2以预定的比率分为控制单元侧校正值和传感器侧校正值，并且控制单元侧校正值存储在存储单元275中，以及传感器侧校正值存储在存储单元155中。

以这样的方式，即使当传感器单元131和传感器单元231上的校正值变得异常时，仍然可以通过分布给控制器170和控制器270的数据来执行校正，这与使用默认值的校正相比，确保了高检测精度。

此外，当如第二实施方式中所示执行校正以使角度信号DA2与角度信号DA1匹配时，用于校正角度信号DA2的值是ΔC21+A2×0.5。在这样的情况下，例如，当第一控制器170的校正值A11×0.5变得异常时，可以使用第二控制器270的校正值A21×0.5来替代。另外，通过将分布比设置为0.5，例如，当传感器侧的校正值A1×0.5变得异常时，传感器中的校正值被设置为0或默认值，并且第一控制器170可以使用校正值A1×0.5(RAM)的两倍值，或者将校正值A1×0.5(RAM)与用于相同的目的的校正值A2×0.5(RAM)(即从第二控制器270获得的值)相加。以这样的方式，即使当传感器侧的校正值A1×0.5变得异常时，也可以确保与正常时间时相当的检测精度。本实施方式还提供与上述实施方式相同的优点。

在上述实施方式中，ECU 10和ECU 11对应于“检测单元”，主检测元件141和主检测元件241以及副检测元件142和副检测元件242对应于“检测元件”，角度计算单元151、152、251和252对应于“计算单元”，“物理量”是由磁体875生成磁场，并且“与物理量对应的检测值”对应于角度信号DA1、DB1、DA2、DB2。驱动控制单元71、171和271对应于“控制计算器”，存储单元75、175和275对应于“非易失性存储单元”，存储单元155和存储单元255对应于“传感器存储器”。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，根据相同检测值的校正值存储在对象系统的控制单元中，或者存储在对象系统和其他系统的控制单元中。在其他实施方式中，与相同检测值相关的校正值可以分别存储在第一控制单元、第二控制单元和传感器的存储单元中。通过将校正值存储在三个位置，可以通过多数判决来识别异常数据。另外，校正值中的一个或更多个可以存储在能够与检测单元通信的外部装置中。在上述实施方式中，在系统激活之后，将一个校正值从分别是非易失性存储区域的存储单元155、255、175、275复制到分别是易失性存储区域的存储单元156、256、176、276。在其他实施方式中，可以通过划分地址(例如，通过非易失性存储区域的多个位置)来将多个校正值存储在非易失性存储区域中。

在上述实施方式中，检测元件和计算单元设置在传感器单元中，非易失性存储器、异常确定器和控制计算器设置在控制单元中。在其他实施方式中，计算单元、非易失性存储器、异常确定器和控制计算器可以设置在传感器单元或控制单元中。除上述之外，在非易失性区域中，可以存储校正值，该校正值校正由于传感器磁体875的位置偏移而生成的布置(order)产生的误差。

在上述实施方式中，在一个传感器单元中提供两个传感器元件。在其他实施方式中，一个传感器单元中的检测元件的数量可以是一个或三个或更多个。在第一实施方式等中，为两个传感器单元提供两个控制单元，并且在第三实施方式中，为两个传感器单元提供一个控制单元。在其他实施方式中，传感器单元的数目可以是一个或三个或更多。此外，控制单元的数量可以是三个或更多。此外，如在第三实施方式中，可以为一个控制单元提供多个传感器单元，或者可以为多个控制单元提供一个传感器单元。

在上述实施方式中，检测单元用于电动助力转向设备中。在其他实施方式中，检测单元也适用于转向传感器。此外，检测单元可适当地适用于要求(即，需要处理)旋转数和旋转角的应用。此外，如果使用齿轮将行程位置(stroke position)转换为旋转系统，则它也可适用于行程传感器。此外，在上述实施方式中，控制计算器使用检测值来控制电机的驱动。在其他实施方式中，控制计算器可以使用检测值执行各种计算，这取决于要应用到的装置。

在上述实施方式中，传感器单元是检测电机的旋转的旋转角传感器。在其他实施方式中，本公开内容不仅适用于旋转角传感器，还适用于测量各种物理量的传感器，诸如电流传感器、扭矩传感器、压力传感器、温度传感器、距离传感器诸如激光位移计等。

在上述实施方式中，控制单元之间的通信作为微型计算机间通信来执行。在其他实施方式中，控制单元之间的通信可以通过诸如CAN的车辆通信网络来执行，而不是通过微型计算机间通信来执行。

在上述实施方式中，电机是三相无刷电机。在其他实施方式中，电机不限于三相无刷电机，而是可以是任何电机。此外，电机不限于电动机，而是可以是发电机，或者可以是具有电动机和发电机的两种功能的所谓电动发电机。在上述实施方式中，在两个系统中提供逆变器和电机绕组。在其他实施方式中，系统——即逆变器和电机绕组的集合——的数目可以是一个或三个或更多。此外，逆变器和电机绕组的数量可能分别不同。在上述实施方式中，包括检测单元的驱动装置应用于电动助力转向设备。在其他实施方式中，驱动装置也可应用于电动助力转向设备以外的其他设备。

本公开内容中描述的控制单元及其方法可以由被配置为被编程以执行由计算机程序实现的一个或更多个功能的处理器与存储器的组合的专用计算机来实现。可替选地，本公开内容中描述的控制单元及其方法可以由作为包括一个或更多个专用硬件逻辑电路的处理器的配置而提供的专用计算机来实现。可替选地，本公开内容中描述的控制单元和方法可以由一个或更多个专用计算机来实现，所述专用计算机被提供为(i)被编程以执行一个或更多个功能的处理器和存储器和(ii)由一个或更多个硬件逻辑电路构成的处理器的组合。此外，上述计算机程序可以作为计算机可执行的指令存储在有形的非暂态计算机可读存储介质中。本公开内容不限于上述实施方式，而可以包括在不背离本公开内容精神的情况下实现的各种修改。

Claims

1.一种检测单元，包括：

传感器(131、231)，其包括：

检测元件(141、142、241、242)，被配置成检测物理量的变化，并且包括主元件(141、241)和监测所述主元件的副元件(142、242)；

计算器单元(151、152、251、252)，被配置成根据所述检测元件检测到的物理量来计算检测值；

传感器存储器(155、156、255、256)，被配置成存储传感器间误差校正值，所述传感器间误差校正值与所述主元件、所述副元件和所述计算器单元一起校正在所述主元件和所述副元件当中的检测误差，以及

控制器(70、170、270)，其包括：

非易失性存储器(75、175、275)，被配置成存储用于校正同一检测值的检测误差的多个校正值；

异常确定器(72、172、272)，被配置成确定所述校正值的异常；以及

控制计算器(71、171、271)，被配置成通过使用由确定为正常的校正值进行了校正的检测值来执行控制计算，其中

所述传感器通过存储在所述传感器存储器中的所述传感器间误差校正值来校正所述副元件的检测值，并将校正后的值输出至所述控制器，

所述校正值被以预定比率分为控制器侧校正值和传感器侧校正值，

所述控制器侧校正值被存储在所述非易失性存储器中，并且

所述传感器侧校正值被存储在所述传感器存储器中。

2.根据权利要求1所述的检测单元，其中，

所述主元件(141、241)产生常态确定用于在所述控制计算器的计算中使用的检测值；并且

所述校正值是用于校正所述主元件的检测误差的值。

3.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

传感器和从所述传感器接收所述检测值的控制器以多组提供，

在所述传感器中利用参考值进行校正后的检测值从所述传感器输出至所述控制器，并且

以多组提供的所述控制器通过通信共享所述校正值。

4.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述控制器以多个单元提供，

用于校正同一检测值的所述多个校正值分别存储在不同控制器的非易失性存储器中。

5.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

用于校正同一检测值的所述多个校正值分别存储为不同的数据。

6.一种使用传感器和控制器来确保检测精度的方法，包括：

使用所述传感器的检测元件来检测物理量的变化，所述检测元件包括主元件和监测所述主元件的副元件；

使用所述传感器的计算器单元根据检测到的物理量来计算检测值；

在所述传感器的传感器存储器中存储传感器间误差校正值，所述传感器间误差校正值与所述主元件、所述副元件和所述计算器单元一起校正在所述主元件和所述副元件当中的检测误差；

在所述控制器的非易失性存储器中存储用于校正同一检测值的检测误差的多个校正值；

使用所述控制器的异常确定器来确定所述校正值的异常；以及

使用所述控制器的控制计算器通过使用由确定为正常的校正值进行了校正的检测值来执行控制计算，其中：

所述控制器侧校正值被存储在所述非易失性存储器中，并且

所述传感器侧校正值被存储在所述传感器存储器中。