CN111746639B

CN111746639B - 检测单元

Info

Publication number: CN111746639B
Application number: CN202010225547.7A
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: 2024-02-27
Anticipated expiration: 2040-03-26
Also published as: CN111746639A; US11459025B2; US20200307682A1; JP7172797B2; JP2020159992A

Abstract

本发明提供了检测单元。在检测单元中，控制单元(170，270)包括异常监测单元(171，271)和控制计算单元(172，272)并从不同的传感器单元(131，231)获得角度信号(DA1，DB1，DA2，DB2)。异常监测单元(171，271)监测角度信号(DA1，DB1，DA2，DB2)的异常。控制计算单元(172，272)通过使用角度信号来执行计算。第二控制单元(270)通过与第一控制单元(170)的通信即从其他控制单元的通信获得角度信号(DA2，DB2)。异常监测单元(271)在将对象系统计算值(DA2，DB2)与其他系统计算值(DA1，DB1)比较时使用具有对通信延迟的校正的经通信延迟校正值作为对象系统计算值和其他系统计算值中的至少一个。

Description

检测单元

技术领域

本公开内容总体上涉及一种检测单元。

背景技术

在现有技术中，已知一种检测电机的旋转角的电机旋转角检测装置。例如，在专利文献1中，可以设置两个传感器单元，并且使旋转角的计算功能冗余，从而即使在两个传感器单元中的任一个发生异常时，电动助力转向设备的操作也可以继续。

(专利文献1)日本公开特许公报第2017-191092号

在专利文献1中，在考虑对象系统时，通过使用其他系统的输出信号来识别异常部，所述输出信号通过微型计算机之间的通信(即，经由计算机间通信)来获得。当经由计算机间通信从其他系统获得信号时，通信延迟可能影响例如从其他系统获得的信号的检测定时。

发明内容

本公开内容的目的是提供一种能够使用通过通信共享的值来适当地检测异常的检测单元。

在本公开内容的一个方面，一种检测单元包括多个传感器单元和多个控制单元。传感器单元具有检测物理量的变化的检测元件以及根据由检测元件检测到的物理量来计算物理量计算值的计算单元。控制单元具有监测物理量计算值的异常的异常监测单元以及使用该物理量计算值执行计算的控制计算单元，并且异常监测单元和控制计算单元从分别不同的传感器单元获得物理量计算值。

将控制单元和控制单元从中获得物理量计算值的传感器单元的组合定义/指定为系统。至少一个控制单元通过通信从其他系统的控制单元获得其他系统的物理量计算值本身或基于其他系统的物理量计算值所计算的其他系统计算值。

当对象系统的异常监测单元将对象系统的物理量计算值本身或基于对象系统的物理量计算值所计算的对象系统计算值与其他系统计算值进行比较时，对象系统的异常监测单元使用具有关于通信延迟的校正的经通信延迟校正值作为对象系统计算值或作为其他系统计算值。以这种方式，可以适当地检测角度信号的异常。

附图说明

根据以下参考附图所进行的详细描述，本公开内容的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：

图1是根据第一实施方式的转向系统的示意图；

图2是根据第一实施方式的驱动装置的截面图；

图3是沿图2中的线III-III所取的截面图；

图4是根据第一实施方式的电子控制单元(ECU)的框图；

图5是角度信号的检测定时和发送定时的时间图；

图6是根据第一实施方式的角度信号的检测定时和发送定时的时间图；

图7是根据第一实施方式的异常监测处理的流程图；

图8是根据第一实施方式的传感器状态确定处理的流程图；

图9是根据第二实施方式的角度信号的检测定时和发送定时的时间图；

图10是根据第二实施方式的异常监测处理的流程图；

图11是根据第三实施方式的传感器状态确定处理的流程图；

图12是根据第四实施方式的传感器状态确定处理的流程图；

图13是根据第五实施方式的传感器状态确定处理的流程图；

图14是根据第六实施方式的重试表的说明图；

图15是根据第六实施方式的异常监测处理的流程图；

图16是根据第七实施方式的传感器状态确定处理的流程图；

图17是根据第八实施方式的角度信号的系统间误差的时间图；

图18是根据第八实施方式的校正映射的说明图；

图19是根据第八实施方式的校正值计算处理的流程图；

图20是根据第九实施方式的ECU的框图；以及

图21是根据第十实施方式的ECU的框图。

具体实施方式

(第一实施方式)

在图1至图8中示出了根据第一实施方式的检测单元和使用该检测单元的电动动力转向设备。如图1所示，作为检测单元的ECU 10被应用于电动助力转向设备8，以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的整体配置。转向系统90包括方向盘91(即，转向构件)、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连接至转向轴92。在转向轴92上设置扭矩传感器94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的轴向端处。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的两端处。

当车辆的驾驶员旋转方向盘91时，连接至方向盘91的转向轴92旋转。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96被转换成齿条轴97的线性运动。一对车轮98被转向至与齿条轴97的移位量对应的角度。

电动助力转向设备8包括：驱动装置40，其包括电机80和ECU 10；以及作为使电机80的旋转速度降低并将该旋转传递至转向轴92的动力传递机构的减速齿轮89等。当前实施方式的电动动力转向设备8是柱辅助类型，但它也可以是将电机80的旋转传递到齿条轴97的齿条辅助类型。在当前实施方式中，转向轴92对应于被驱动对象。

如图2和图3所示，电机80输出转向操作所需的部分或全部的扭矩，并且通过来自电池(未示出)的电力供应被驱动，以驱动减速齿轮89正向旋转和反向旋转。电机80是三相无刷电机，并且具有如图2所示的转子860和定子840。

电机80具有分别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°的电角度的偏移而抵消缠绕(cancel-wound)在公共定子840上。相应地，相电流被可控地供应到电机绕组180和280，使得相电流具有30度的相差通过优化电流供应相差，对输出扭矩进行改善。它还可以减少六阶扭矩波动。此外，由于电流通过具有这样的相差的电力供应被均分在电机绕组之间，因此使抵消噪声和振动的益处最大化。此外，热生成也被均分在电机绕组之间(即，在电机绕组和其他部件的两个系统之间)，从而两个系统之间的电流的可供应量被均分，并且在每个传感器的检测值、扭矩等中的与温度相关的系统间误差减少。注意，电机绕组180和280的电特性可以彼此不同。

在下文中，将与第一电机绕组180的驱动控制有关的第一驱动电路120等的配置称为第一系统L1，将与第二电机绕组280的驱动控制有关的第二驱动电路220等的配置称为第二系统L2。此外，与第一系统L1有关的配置基本上被分配了100的编号，与第二系统L2有关的配置基本上被分配了200的编号。也就是说，在第一系统L1和第二系统L2中，相同或相似的配置在最低有效的两位数字中具有相同的编号。此外，在适当时，术语“第一”由后缀“1”表示，术语“第二”由后缀“2”表示。

在驱动装置40中，ECU 10被集成地设置在电机80的一个轴向端处，这可以称为机电一体型驱动装置。然而，驱动装置可以具有彼此分开布置的电机80和ECU 10。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上。可替选地，ECU 10可以布置在电机80的输出轴侧。通过采用机电一体型配置，实现了ECU 10和电机80在车辆的有限安装空间中的有效布置。

电机80包括定子840、转子860以及将定子840和转子860容纳在其中的外壳830等。定子840被固定至外壳830，并且电机绕组180和280被缠绕在定子上。转子860被设置在定子840的径向内侧，以能够相对于定子840旋转。

轴870被安装在转子860中以与转子860一体地旋转。轴870通过轴承835和836由外壳830可旋转地支撑。轴870在ECU 10侧的端部从外壳830朝向ECU 10突出。在轴870在ECU10侧的轴向端处设置有磁体875。磁体875的中心被布置在轴线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的敞开侧的前框架端838。壳体834和前框架端838通过螺栓等彼此紧固。引线插入孔839被形成在后框架端837中。连接至电机绕组180和280的每个相的引线185和285被插入穿过引线插入孔839。引线185和285从引线插入孔839中朝向ECU 10被取出，并且连接到电路板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和安装在电路板470上的其他电子部件等。

设置盖460以保护电子部件免受外部冲击并防止灰尘和水进入ECU 10的内部。在盖460中，盖主体461和连接器构件462被一体地形成。注意，可替选地，连接器构件462可以与盖主体461分开。连接器构件462的端子463经由配线(未示出)等连接至电路板470。连接器的数目和端子的数目可以对应于信号的数目等而改变。连接器构件462设置在驱动装置40的轴向方向上的端部处，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，并且被定位成面向后框架端837。在电路板470上，用于两个系统的电子部件被安装在针对每个系统的两个分开的区域中。注意，尽管在当前实施方式中，在两个系统之间共享的电子部件被安装(即，集合)在单个电路板470上，但是这样的电子部件也可以被安装(即，分布)在多个电路板上。

在电路板470的两个主表面中，将电机80侧的一个表面称为电机侧表面471，而将与电机80相反的另一表面称为盖侧表面472。如图3所示，构成驱动电路120的开关元件121和构成驱动电路220的开关元件221与旋转角度传感器126、226、定制IC 159、259等一起被安装在电机侧表面471上。角度传感器126和226分别被安装在面向磁体875的位置处，以能够检测由磁体875的旋转引起的磁场的变化。

在盖侧表面472上，安装有电容器128、228、电感器129、229以及实现控制单元170、270的微型计算机。在图3中，将编号“170”和“270”分别分配给设置为控制单元170和270的微型计算机。电容器128和228对输入电力进行平滑。电容器128和228通过将电荷存储在其中来辅助向电机80的电力供应。电容器128、228和电感器129、229分别被配置为滤波器电路，以减少从共享电池的其他装置传递的噪声，并且还减少从驱动装置40传递到共享电池的其他装置的噪声。尽管在图3中未示出，但是还在电机侧表面471或盖侧表面472上安装有电力供应继电器122和222、电机继电器125和225、电流传感器127和227等。

如图4所示，ECU 10包括驱动电路120和220、控制单元170和270、旋转角度传感器301等。在图4中，通常为逆变器的驱动电路被描述为“INV”(即，逆变器)。第一驱动电路120是具有六个开关元件121的三相逆变器，并且对供应给第一电机绕组180的电力进行转换。第二驱动器电路220是具有六个开关元件221的三相逆变器，并且对供应给第二电机绕组280的电力进行转换。开关元件121的开/关操作基于从第一控制单元170输出的控制信号来控制，并且开关元件221的开/关操作基于从第二控制单元270输出的控制信号来控制。

旋转角度传感器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将检测值输出到第一控制单元170，第二传感器单元231将检测值输出到第二控制单元270。传感器单元131和231可以被分开封装，或者可以被设置在一个封装中。由于传感器单元131和231具有相同的配置，因此将主要描述第一传感器单元131，并且将适当地省略第二传感器单元231的描述。第八实施方式也是如此。

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152以及通信单元158，并且从第一电源191向第一传感器单元131提供电力。第一电源191是点火电源或稳压电源。第一电源191和稍后描述的第二电源291可以连接到公共电池，或者电源191和291可以分别连接到不同的电池。

检测元件141和142检测根据电机80的旋转而引起的磁体875的磁场的变化，并且例如分别是磁阻元件或霍尔元件，例如AMR(磁性)传感器、TMR(隧道磁阻)传感器、GMR(巨磁阻)传感器等。检测元件141和142理想地分别具有不同的感测特性。例如，主检测元件141是AMR元件，副检测元件142是TMR元件。在此，即使元件141和142之中元件类型相同，材料的布局和比例、制造批次和多个批次中的晶片数目以及晶片中的芯片位置的差异也可以被认为“与元件有关的配置是不同的”。此外，当不仅元件本身而且连接到该元件的检测电路以及电源的类型不同时，可以认为“与元件有关的配置是不同的”。通过使用分别具有不同传感器特性的传感器元件，例如，检测单元不太易受由于共同原因的故障(即，在下文中也可以也称为“共同原因故障”)，所述共同原因例如为共同影响两个或更多个传感器元件的磁通密度异常，这从功能安全性的角度而言是优选的。在下文中，在适当时，直接来自主检测元件141或与主检测元件141有关的配置和值具有后缀“A1”，直接来自副检测元件142或与副检测元件142有关的配置和值具有后缀“B1”。

在此，检测元件141和142被表示为“主”和“副”以便区分两个元件。在当前实施方式中，主检测元件141用于控制，副检测元件142用于异常监测。然而，它们在功能上可以是等同的。检测元件241和242也是如此。

角度计算单元151基于已经由AD转换单元(未示出)进行AD转换的主检测元件141的检测值来计算角度信号DA1。角度计算单元152基于已经由AD转换单元(未示出)进行AD转换的副检测元件142的检测值来计算角度信号DB1。角度信号DA1和DB1是与转子860的旋转角度对应的值，并且可以是可以转换成旋转角度的任何值。

通信单元158生成包括角度信号DA1和DB1的输出信号，并且通过诸如SPI通信的数字通信将输出信号输出到第一控制单元170。通信方法可以是除SPI通信以外的方法。可替选地，角度信号DA1和DB1可以被分开地输出到第一控制单元170。

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252以及通信单元258，并且从第二电源291向第二传感器单元231供应电力。检测元件241和242的类型彼此不同，直接来自主检测元件241或与主检测元件241有关的配置和值具有后缀“A2”，直接来自副检测元件242或与副检测元件242有关的配置和值具有后缀“B2”。

角度计算单元251基于已经被AD转换的主检测元件241的检测值来计算角度信号DA2，并且角度计算单元252基于已经被AD转换的副检测元件242的检测值来计算角度信号DB2。通信单元258将角度信号DA2和DB2输出到第二控制单元270。

每个控制单元170和270的主要部分由微型计算机等来构成，并且这两个单元170和270均包括未在图中示出的CPU、ROM、RAM、I/O以及连接这些部件的总线线路。控制单元170、270中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，可读非暂态有形记录介质)中的程序的软件处理，或者可以是通过专用电子电路的硬件处理。

控制单元170和270被配置成能够相互发送和接收各种类型的信息。在下文中，控制单元170和270之间的通信被称为计算机间通信。控制单元170和270通过计算机间通信来共享角度信号DA1、DB1、DA2和DB2。更具体地，第一控制单元170将角度信号DA1和DB1输出到第二控制单元270，并且第二控制单元270将角度信号DA2和DB2输出到第一控制单元170。

第一控制单元170包括异常监测单元171和控制计算单元172。第二控制单元270包括异常监测单元271和控制计算单元272。异常监测单元171和271对角度信号DA1、DB1、DA2和DB2执行异常监测，并识别可正确地操作的正常信号和不可操作的异常信号。

当确定两个或更多个角度信号为正常时，控制计算单元172和272基于被确定为正常的角度信号中的至少一个和未被示出的电流传感器的检测值等来控制对电机80的驱动。另外，当正常角度信号的数目为一个或少于一个时，由于不能继续进行异常监测，所以停止对电机80的驱动。此外，控制单元170和270将旋转角度传感器301的异常状态通知给外部装置(未示出)。

在下文中，将描述角度信号的异常监测。当对于所有检测元件141、142、241、242使用相同类型的元件(例如，TMR元件)时，可能存在由于磁通密度异常而发生共同原因故障的可能性。在当前实施方式中，通过使用不同类型的元件分别实现第一传感器单元131中的主检测元件141和副检测元件142，几乎不会发生由于磁通密度异常而导致的共同原因故障。类似地，在第二传感器单元231中，由于对于主检测元件241和副检测元件242使用不同类型的元件，所以几乎不会发生由于磁通密度异常而导致的共同原因故障。

此外，由于检测元件141和142连接至相同的第一电源191，因此可能存在由于电源异常而发生共同原因故障的可能性。类似地，由于检测元件241和242连接至相同的第二电源291，因此可能存在由于电源异常而发生共同原因故障的可能性。但是，检测元件141和142以及检测元件241和242不太可能遭受由于电源异常而导致的共同原因故障。因此，即使检测元件141、142、241、242中的两个检测元件由于共同原因故障而变得异常，通过相互监测其余两个检测元件的检测值，也能够继续获得正常的传感器输出。

如图5所示，第二控制单元270使用(i)通过计算机间通信从第一控制单元170发送的角度信号DA1和DB1以及(ii)从第二传感器单元231直接获得的角度信号DA2和DB2。因此，在角度信号DA1和DB1中发生数据延迟。因此，如通过虚线所示，如果使用最新值，则将角度信号DA1和DB1的先前值与角度信号DA2和DB2的当前值进行比较。因此，可能存在将由于电机80的旋转的变化而导致的检测值变化状态错误地确定为传感器异常的可能性。在下文中，第二系统L2被描述为对象系统，而第一系统L1被描述为其他系统。

因此，在当前实施方式中，如图6所示，存储对象系统的角度信号DA2和DB2的先前值，并且使用对象系统的角度信号DA2的先前值和其他系统的角度信号DA1和DB1的当前值来进行角度比较。虽然图6示出了保存对象系统的先前值的示例，但是可能理想的是，保存根据通信延迟在尽可能接近当前值的检测定时(detection timing)处的最佳过去值。

另外，由于可能存在由于微型计算机的驱动频率的变化而导致信号检测定时等在系统之间偏移的可能性，所以可以以任意周期在控制单元170和270之间发送同步信号以实现系统之间的同步。另外，如果角度数据的获取周期和系统之间的通信周期较短并且上述变化不影响传感器比较，则无需在系统之间执行同步。注意，在图5和图6中，当前值被描述为(n)，先前值被描述为(n–1)，先前值之前的值被描述为(n–2)，三个周期之前的值被描述为(n–3)。

将基于图7的流程图描述当前实施方式的异常监测处理。由第二控制单元270以预定周期执行这样的处理，并且将对象系统设置为第二系统L2，并且将其他系统设置为第一系统L1。注意，通过将第一系统L1指定为对象系统并且将第二系统L2指定为其他系统，可以描述在第一控制单元170中执行的处理，因此将省略其描述。这同样适用于稍后描述的其他实施方式。在下文中，将步骤S101的“步骤”简单地表示为符号“S”。其他步骤也是如此。

在S101中，第二控制单元270从第二传感器单元231获得对象系统的角度信号DA2和DB2。在S101中读取的角度信号被指定为当前值DA2(n)和DB2(n)。另外，获得的角度信号DA2和DB2被发送到第一控制单元170。

在S102中，第二控制单元270读取对象系统的角度信号的过去值。在S102中读取的过去值是与在S103中从其他系统接收的信号具有匹配的检测定时的值，即，读取角度信号DA2(n-1)和DB2(n-1)，它们为先前值。

在S103中，第二控制单元270接收其他系统的角度信号。在此，由于通信延迟而接收到作为先前值的角度信号DA1(n-1)和DB1(n-1)。在S104中，第二控制单元270通过使用角度信号DA1(n-1)、DB1(n-1)、DA2(n-1)和DB2(n-1)来执行传感器状态确定处理。

将基于图8的流程图描述传感器状态确定处理。在描述传感器状态确定处理的子流程中，假定使用具有尽可能接近的检测定时的值，并且省略与计算定时有关的下标，例如(n–1)。这同样适用于稍后描述的其他实施方式。

在S401中，第二控制单元270确认异常历史，并从角度信号DA1、DB1、DA2和DB2中提取正常信号。假定(i)不存在初始异常并且(ii)在第一次计算中(即，在处理的第一周期中的计算中)所有角度信号DA1、DB1、DA2、DB2都是正常的。在S402中，第二控制单元270通过使用正常信号来生成参考信号DR。

在S403中，第二控制单元270通过使用参考信号DR执行对角度信号DA1、DB1、DA2和DB2的异常确定。在当前实施方式中，当角度信号DA1与参考信号DR之间的差异等于或小于异常确定阈值TH1时，角度信号DA1被确定为正常，并且当该差异大于异常确定阈值TH1时，角度信号DA1被确定为异常。对角度信号DB1、DA2和DB2进行相同的确定。另外，第二控制单元270根据确定结果更新异常历史信息。

在当前实施方式中，将正常检测元件的角度信号DA1、DB1、DA2和DB2进行合计(summed)(即，在下文中也可以被描述为“聚合(aggregated)”)以生成参考信号DR，并且将所生成的参考信号DR分别与角度信号DA1、DB1、DA2和DB2进行比较，从而确定角度信号DA1、DB1、DA2和DB2的异常。如果角度信号DA1、DB1、DA2和DB2中的两个角度信号正常，可以生成参考信号DR，从而可以继续执行相互监测。当前实施方式中的参考信号DR是正常信号的中值(median)。另外，参考信号DR也可以是平均值，或者是通过使用诸如卡尔曼滤波器、粒子滤波器等的估计方法得到的预测值。

返回图7的描述，在S105中，异常监测单元71确定是否存在两个或更多个正常信号。在此，尽管将是否继续进行控制的确定值设置为2，但是根据传感器的数目或系统配置，可以将确定值设置为不是2的值。如果确定存在两个或更多个正常信号(S105：是)，则处理进行到S106。在S106中，控制计算单元172通过使用任意的正常信号或多个正常信号的聚合值来执行与电机80的驱动控制有关的计算。用于驱动控制的聚合值可以与参考信号DR相同，或者可以是通过与参考信号DR的计算不同的计算获得的值。

当角度信号DA2和DB2正常时，将作为角度信号DA2的当前值的角度信号DA2(n)与作为角度信号DB的当前值的角度信号DB2(n)进行比较。并且如果DA12(n)与DB2(n)之间的差异等于或小于异常确定阈值，则可能理想的是，使用角度信号DA2(n)和角度信号DB2(n)中的至少一个用于控制。

如果确定正常信号的数目是一个或少于一个(S105：否)，则确定旋转角度传感器301异常，并且处理进行至S107。在S107中，第二控制单元270停止角度信号的输出，并且停止对电机80的驱动控制。

在当前实施方式中，当多个控制单元170和270从对应地设置的传感器单元131和231获得角度信号并通过计算机间通信共享它们时，发生数据延迟。因此，当比较在系统之间共享的值时，对具有匹配的检测定时的值进行比较。以这种方式，可以适当地确定角度信号是否正常。此外，通过识别正常传感器和异常传感器，可以继续使用正常传感器进行控制。

如上所述，ECU 10包括多个传感器单元131和231以及多个控制单元170和270。多个传感器单元131和231包括检测元件141、142、241和242以及角度计算单元151、152、251和252。检测元件141、142、241、242检测由于磁体875的旋转而引起的磁场变化来作为“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，所述角度信号DA1、DB1、DA2、DB2是根据或对应于检测元件141、142、241、242的检测值的物理量计算值。

控制单元170和270包括异常监测单元171和271以及控制计算单元172和272，并且从不同的传感器单元获得角度信号。更具体地，第一控制单元170从第一传感器单元131获得角度信号DA1和DB1，第二控制单元270从第二传感器单元231获得角度信号DA2和DB2。异常监测单元171和271监测角度信号DA1、DB1、DA2和DB2的异常。控制计算单元172和272使用角度信号执行计算。

第一控制单元170和第一控制单元170从中获得角度信号DA1和DB1的第一传感器单元131的组合被指定为第一系统L1，第二控制单元270和第二控制单元270从中获得角度信号DA2和DB2的第二传感器单元231的组合为第二系统L2。作为“至少一个控制单元”的第二控制单元270通过从作为其他控制单元的第一控制单元170的通信来获得作为其他系统计算值的角度信号DA2和DB2。当异常监测单元271将作为对象系统计算值的角度信号DA2和DB2与作为其他系统计算值的角度信号DA1和DB1进行比较时，异常监测单元271使用其中通信延迟被校正(即，被考虑)的经通信延迟校正值作为角度信号DA1和DB1或作为角度信号DA2和DB2。以这样方式，由于通过比较具有尽可能匹配的匹配检测定时的角度信号来执行异常监测，所以可以适当地检测角度信号的异常。

在当前实施方式中，将在早于获得角度信号DA1和DA2的定时达与通信延迟对应的时间量的定时处检测到的角度信号DA2和DB2的过去值用作经通信延迟校正值。第二控制单元270保存角度信号DA2和DB2的过去值，并且将在早于获得角度信号DA1和DB1的定时达与通信延迟对应的时间量的定时处检测到的过去值用作经通信延迟校正值，以用于与角度信号DA1、DB1进行比较。以这种方式，适当地布置——即匹配——用于比较的角度信号的检测定时。在此，尽管以第二控制单元270为例进行了描述，但是第一控制单元170也是如此。以下实施方式也是如此。

所述至少一个检测元件具有与其他检测元件不同的配置。以这种方式，可以减少由共同原因造成的异常。在当前实施方式中，通过使检测元件141和142的配置彼此分别不同，减少了由于系统中的共同原因而导致的异常的发生。

在当前实施方式中，通过使用角度信号DA1、DB1、DA2和DB2中的至少两个来计算参考信号DR，并且通过与参考信号DR的比较来执行异常监测。以这种方式，可以适当地执行对角度信号DA1、DB1、DA2、DB2的异常监测。

当前实施方式的检测对象是与电机80的转子860一体地旋转的磁体875，检测元件141、142、241、242检测由于磁体875的旋转而引起的磁场变化来作为“物理量的变化”。以这种方式，可以适当地检测转子860的旋转位置，并且可以通过使用正常信号来适当地控制对电机80的驱动。此外，电动助力转向设备8包括ECU 10和电机80。从而，可以使用正常信号适当地控制转向辅助。

(第二实施方式)

将基于图9和图10描述第二实施方式。在当前实施方式中，异常监测处理与第一实施方式的异常监测处理不同，所述不同是以下描述的重点。如在以上的第一实施方式中描述的，当在系统之间共享角度信号时，发生通信延迟。因此，在当前实施方式中，如图9中所示，对考虑计算机间通信中的延迟的估计值进行估计并且将其发送到其他系统，使得对象系统中的数据(即，角度信号)的检测定时与发送目的地系统中的最新数据匹配，以在其他系统中使用。

在图9中所示的示例中，发送基于先前值估计的当前值，并且在具有匹配检测定时的值之间执行角度比较。也就是说，第一控制单元170通过使用先前值DA1(n-1)来计算估计值DA1_f(n)，并将估计值DA1_f(n)发送给第二控制单元270。第二控制单元270将作为在对象系统中获得的最新值的角度信号DA2(n)与从其他系统获得的估计值DA1_f(n)进行比较。类似地，通过使用角度信号DA1(n)计算估计值DA1_f(n+1)，并将其用于与角度信号DA2(n+1)进行比较，并且通过使用角度信号DA1(n+1)计算角度估计值DA1_f(n+2)，并将其用于与角度信号DA2(n+2)进行比较。角度信号DB1也是如此。角度信号DA2和DB2从第二系统L2到第一系统L1的发送也是一样的。

分别计算角度估计值DA1_f和DB1_f作为已经考虑了通信延迟的值，从而在向其他系统发送之后，用作获得其他系统的角度信号的匹配检测定时的值。可以例如通过以下操作来得到角度估计值DA2_f和DB2_f：计算与在两个系统之间获得数据的时间偏移对应的角度变化并将如此计算出的角度变化与当前值DA2(n)和DB2(n)相加。此外，可以通过使用多个过去数据来估计角度估计值DA2_f和DB2_f。例如，可以考虑计算负荷、误差的影响等来从Omega滤波器、卡尔曼滤波器、互补滤波器、粒子滤波器等中选择估计方法。

将基于图10中所示的流程图来描述当前实施方式的异常监测处理。S151的处理与图7中的S101相同。在S152中，第二控制单元270计算对象系统的角度估计值DA2_f和DB2_f。所计算的角度估计值DA2_f和DB2_f被发送到第一控制单元170。

在S153中，第二控制单元270从第一控制单元170接收其他系统的角度估计值DA1_f和DB1_f。S154至S157的处理与图7中的S105至S107的处理相同。

在当前实施方式中，经通信延迟校正值是其他系统的角度信号DA1、DB1中的每一个的预测值，其包括由通信延迟造成的预测校正量，(即，通过使用在通信延迟的时间量期间的预测变化量即校正量而得到的值)，所述预测值即角度估计值DA1_f、DB1_f。第二控制单元270使用角度估计值DA1_f和DB1_f以用于与角度信号DA2和DB2进行比较。以这种方式，在执行关于在对象系统中检测到的最新值的异常确定之后，将“检查过”的值用于控制。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

(第三实施方式)

第三实施方式在图11中示出。第三实施方式至第七实施方式均将描述传感器状态确定处理。第三实施方式至第七实施方式适用于第一实施方式和第二实施方式两者。

将基于图11的流程图描述当前实施方式的传感器状态确定处理。图11中的S411与图8中的S401相同。在S412中，第二控制单元270使用正常信号在所有对中执行信号比较。在S413中，第二控制单元270对比较对执行异常确定。当两个比较信号之间的输出差异ΔD等于或小于异常确定阈值TH2时，将比较结果确定为正常，并且将比较对确定为正常对。当两个比较信号之间的输出差异ΔD大于异常确定阈值TH2时，将比较结果确定为异常，并且将比较对确定为异常对。

在S414中，第二控制单元270识别异常信号，并更新异常历史信息。在当前实施方式中，假定在S412中使用的正常传感器的数目被指定为n，则被确定为异常对达(n-1)次的角度信号被识别为异常信号。

在当前实施方式中，比较两个角度信号DA1、DB1、DA2和DB2，并且根据比较结果是否正常来识别正常信号。在当前实施方式中，以所有组合来比较角度信号以识别异常信号。以这种方式，如果存在两个或更多个正常信号，则可以继续使用正常角度信号进行控制。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

(第四实施方式、第五实施方式)

第四实施方式在图12中示出，第五实施方式在图13中示出。在当前实施方式中，将任意信号比较对预先设置为默认对，并且在这种比较对中执行信号比较。此外，如果默认对中的比较结果异常，则搜索新的对，并且将其输出差异ΔD等于或小于异常确定阈值TH3的对设置为新的信号比较对。通过仅在发生异常时搜索正常传感器的组合，与每次都搜索异常传感器的情况相比，可以减少计算负荷。当搜索寻找新的比较对时，在第四实施方式中，通过第一实施方式的方法识别正常信号，而在第五实施方式中，通过第三实施方式的方法识别正常信号。

将基于图12的流程图描述第四实施方式的传感器状态确定处理。在S421中，第二控制单元270提取要比较的比较对的角度信号。在此，假定角度信号DA1和DB1被默认设置为比较对。而且，可以将两个或更多个组设置为默认的，例如，角度信号DA1和DB1以及角度信号DA2和DB2。

在S422中，第二控制单元270确定作为比较对的角度信号之间的差异的输出差异ΔD是否大于异常确定阈值TH3。如果确定输出差异ΔD等于或小于异常确定阈值TH3(S422：否)，则确定比较对的角度信号正常，则S423的处理进行至图7中的S105，而不是进行至S423。如果确定输出差异ΔD大于异常确定阈值TH3(S422：是)，则处理进行至S423。

S423至S425的处理是搜索用于识别正常信号的新对的处理，并且类似于图7中的S101至S103的处理。在S425之后，处理进行至图7中的S105，并且当确定存在两个或更多个正常信号时，将正常信号中的任意两个正常信号设置为新对。

将基于图13的流程图描述第五实施方式的传感器状态确定处理。S431和S432的处理与图12中的S421和S422的处理相同。S433至S436的处理与图11中的S411至S414的处理相同。在S436之后，处理进行至图7中的S105，并且当确定存在两个或更多个正常信号时，将正常信号中的任意两个正常信号设置为新对。

在当前实施方式中，异常监测单元271通过对两个值执行比较来执行异常监测，其中，已预先设置了两个值的至少一个经受比较的对(subject-to-comparison pair)。如果经受比较的对的比较结果为正常，则将经受比较的对的值识别为正常。如果经受比较的对的比较结果为异常，则搜索具有正常比较结果的新对，如果存在具有正常比较结果的新对，则具有正常比较结果的新对的值被识别为正常，并且至少一个正常比较对被新设置为用于下一次和后续比较的经受比较的对。以这种方式，可以适当地识别正常信号。另外，与每次搜索异常传感器的情况相比，可以减轻计算负荷。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

(第六实施方式)

第六实施方式在图14和图15中示出。在当前实施方式中，在被预先存储在诸如非易失性存储器等的存储单元(未示出)中的对中执行信号比较，而无需执行所有对的比较，或者无需聚合所有传感器的输出值。每个对通过用于输出的以及用于异常监测的两个组来准备，并且如果比较结果为正常，则使用用于输出的信号组来进行控制。如果比较结果为异常，则根据重试次数，用预先设置的新对来替换比较对。

基于图14来描述重试表。重试表被存储在存储单元(未示出)中。用于第一系统L1的输出的值被用于第一电机绕组180的激励控制，并且用于第二系统L2的输出的值被用于第二电机绕组280的激励控制。此外，用于输出的值中之一——即用于系统L1或系统L2的输出的值之一——或者聚合值可以用于电机绕组180和280的激励控制。

首先，描述系统L1。在系统L1中，第一传感器单元131的检测值被优先考虑。要用于系统L1的输出的值的优先级从高到低为DA1、DB1和DA2。当重试次数N1为0时，由用于输出的角度信号DA1和用于异常监测的角度信号DB1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA1，如果为异常，则将重试次数N1设置为1。

当重试次数N1为1时，由用于输出的角度信号DA1和用于异常监测的角度信号DA2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA1，并且基于确定角度信号DB1异常、记录角度信号DB1的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N1设置为2。

当重试次数N1为2时，由用于输出的角度信号DA1和用于异常监测的角度信号DB2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA1，并且基于确定角度信号DB1和DA2异常、记录角度信号DB1和DA2的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N1设置为3。

当重试次数N1为3时，由用于输出的角度信号DB1和用于异常监测的角度信号DA2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DB1，并且基于确定角度信号DA1异常、记录角度信号DA1的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N1设置为4。

当重试次数N1为4时，由用于输出的角度信号DB1和用于异常监测的角度信号DB2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DB1，并且基于确定角度信号DA1和DA2异常、记录角度信号DA1和DA2的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N1设置为5。

当重试次数N1为5时，由用于输出的角度信号DA2和用于异常监测的角度信号DB2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA2，并且基于确定角度信号DA1和DB1异常、记录角度信号DA1和DB1的异常确定来更新异常历史信息。

接下来，描述系统L2。在系统L2中，第二传感器单元231的检测值被优先考虑。要用于系统L2的输出的值的优先级从高到低为DA2、DB2和DA1。当重试次数N2为0时，由用于输出的角度信号DA2和用于异常监测的角度信号DB2组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA2，如果为异常，则将重试次数N2设置为1。

当重试次数N2为1时，由用于输出的角度信号DA2和用于异常监测的角度信号DA1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA2，并且基于确定角度信号DB2异常、记录角度信号DB2的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N2设置为2。

当重试次数N2为2时，由用于输出的角度信号DA2和用于异常监测的角度信号DB1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA2，并且基于确定角度信号DB2和DA1异常、记录角度信号DB2和DA1的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N2设置为3。

当重试次数N2为3时，由用于输出的角度信号DB2和用于异常监测的角度信号DA1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DB2，并且基于确定角度信号DA2异常、记录角度信号DA2的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N2设置为4。

当重试次数N2为4时，由用于输出的角度信号DB2和用于异常监测的角度信号DB1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DB2，并且基于确定角度信号DA2和DA1异常、记录角度信号DA2和DA1的异常确定来更新异常历史信息。如果比较结果为异常，则将重试次数N2设置为5。

当重试次数N2为5时，由用于输出的角度信号DA1和用于异常监测的角度信号DB1组成比较对。如果比较结果为正常，则输出角度信号DA1，并且基于确定角度信号DA2和DB2异常、记录角度信号DA2和DB2的异常确定来更新异常历史信息。

基于图15的流程图来描述当前实施方式的异常监测处理。S201至S203的处理与图7中的S101至S103相同。在S204中，第二控制单元270依据(即，根据)第一系统的重试次数N1和第二系统的重试次数N2来选择每个系统的比较对。换句话说，在当前实施方式中，可以理解，针对每个系统设置了默认对。

在S205中，第二控制单元270确定在S204中选择的比较对的比较结果是否异常。如果确定至少一个比较对的比较结果为异常(S205：是)，则处理进行至S208。如果确定所有比较对的比较结果均为正常(S205：否)，则处理进行至S206。

在S206中，第二控制单元270参考重试表，并根据重试次数来更新异常历史信息。在S207中，第二控制单元270通过使用(i)用于输出的任意角度信号或(ii)用于输出的角度信号的聚合值来执行与电机80的驱动控制有关的计算。

在当所选的比较对的比较结果为异常时(S205：是)时转移至的S208中，第二控制单元270将异常系统的重试次数N1和/或N2递增。例如，如果系统L1的比较结果为异常并且系统L2的比较结果为正常，则将与系统L1有关的重试次数N1递增，与系统L2有关的重试次数N2不进行递增。

在S209中，第二控制单元270确定所有系统的重试次数N1和N2是否大于重试最大值Nmax(即，在当前实施方式中的5)或正常信号的数目是否小于2。如果确定(i)两个系统的重试次数N1和N2中的至少一个小于重试最大值Nmax，并且(ii)正常信号的数目为2或大于2(S209：否)，则处理返回至S204并执行重试。注意，在S209的处理中，基于尚未被确定为异常的信号被视为正常的假设，对正常信号的数目进行计数。在当确定(i)所有系统的重试次数N1和N2大于重试最大值Nmax或(ii)正常信号的数目小于2(S209：是)时转移至的S210中，确定旋转角度传感器301异常，并且正如图7中的S107，停止电机80的驱动控制。

异常监测单元通过比较两个值来执行异常监测，并且当比较结果为异常时执行重试，并且根据重试次数来预先设置经受比较的对，以根据重试次数来识别异常值。以这种方式，可以适当地识别正常信号。此外，可以减少与异常信号的识别有关的计算负荷。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

(第七实施方式)

第七实施方式在图16中示出。在第七实施方式中，使用用于在正常时间处进行输出的角度信号DA1和DA2以及用于异常监测的角度信号DB1和DB2，并且将用于输出的角度信号DA1和DA2与两个信号进行比较，并且将角度信号DB1和DB2与一个信号进行比较以进行异常监测。更具体地，将角度信号DA1与角度信号DB1和DA2进行比较，并且将角度信号DA2与角度信号DB2和DA1进行比较。将角度信号DB1与角度信号DA1进行比较，将角度信号DB2与角度信号DA2进行比较，并且角度信号DB1与角度信号DB2彼此不进行比较。在下文中，角度信号DA1和DB1的比较可以被称为“比较X”，角度信号DA1和DA2的比较可以被称为“比较Y”，角度信号DA2和DB2的比较可以被称为“比较Z”。在图16的流程图中，比较X、Y和Z在括号中示出。

在当前实施方式中，用于控制的检测元件141和241以及用于异常监测的检测元件142和242分别具有不同的特性，并且被假定为不同时发生故障(即，不会同时损坏)。此外，在如电源异常的情况下，检测元件141和142可能遭受同时故障。但是，可以分别检测并处理电源异常，并且可以在电源正常时间期间执行当前实施方式的比较方案。

基于图16的流程图来描述当前实施方式的传感器状态识别处理。在当前实施方式中，当(i)两条信号信息的输出差异ΔD等于或小于异常确定阈值TH4并且(ii)比较结果为正常时，将其描述为“DA1＝DB1”。此外，在信号比较步骤中，当异常历史信息具有记录，指示在先前处理之前的处理中用于比较的信号中的至少一个信号已经发生异常，则在不执行比较处理的情况下确定“异常比较结果”。也就是说，在信号比较步骤中，当不存在异常历史并且输出差异ΔD等于或小于异常确定阈值TH4时，则认为“比较结果为正常”，并且当存在异常历史或者输出差异ΔD大于异常确定阈值TH4时，则认为“比较结果为异常”。

在S451中，第二控制单元270确定角度信号DA1和DB1之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA1和DB1的比较结果为异常(S451：否)，则处理进行至S457。如果确定角度信号DA1和DB1的比较结果为正常(S451：是)，则处理进行至S452。

在S452中，第二控制单元270确定角度信号DA1和DA2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA1和DA2的比较结果为异常(S452：否)，则处理进行至S455。如果确定角度信号DA1和DA2的比较结果为正常(S452：是)，则处理进行至S453。

在S453中，第二控制单元270确定角度信号DA2和DB2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为正常(S453：是)，也就是说，如果所有比较X、Y和Z均为正常，则所有角度信号DA1、DB1、DA2和DB2均被确定为正常，并且处理进行至图7的S105。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为异常(S453：否)，也就是说，如果比较X和Y为正常，而比较Z为异常，则处理进行至S454，并且角度信号DB2被确定为异常，并且指示角度信号DB2为异常的信息被存储在异常历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。

在S452中做出否定确定时处理进行至的S455中，第二控制单元270确定角度信号DA2和DB2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为正常(S455：是)，也就是说，如果比较X和Z为正常并且比较Y为异常，则处理进行至图7的S105。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为异常(S455：否)，也就是说，如果比较X为正常，而比较Y和Z为异常，则处理进行至S456，并且角度信号DA2被确定为异常，并且指示角度信号DA2为异常的信息被存储在角度历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。

在步骤S451中做出否定确定时处理进行至的步骤S457中，第二控制单元270确定角度信号DA1和DA2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA1和DA2的比较结果为异常(S457：否)，则处理进行至S461。如果确定角度信号DA1和DA2的比较结果为正常(S457：是)，则处理进行至S458。

在S458中，第二控制单元270确定角度信号DA2和DB2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为正常(S458：是)，也就是说，如果比较Y和Z为正常，而比较X为异常，则处理进行至S459，并且角度信号DB1被确定为异常，并且指示角度信号DB1为异常的信息被存储在角度历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为异常(S458：否)，也就是说，如果比较Y为正常，而比较X和Z为异常，则处理进行至S460，并且角度信号DB1和DB2被确定为异常，并且指示角度信号DB1和DB2为异常的信息被存储在角度历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。

在步骤S457中做出否定确定时处理进行至的步骤S461中，第二控制单元270确定角度信号DA2和DB2之间的比较结果是否为正常。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为正常(S461：是)，也就是说，如果比较Z为正常，而比较X和Y为异常，则处理进行至S462，并且角度信号DA1被确定为异常，并且指示角度信号DA1为异常的信息被存储在角度历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。如果确定角度信号DA2和DB2的比较结果为异常(S461：否)，也就是说，如果比较X、Y和Z为异常，则处理进行至S463，并且角度信号DA1和DA2被确定为异常，并且指示角度信号DA1和DA2为异常的信息被存储在角度历史信息中。然后，处理进行至图7的S105。

检测元件包括主检测元件141和241以及副检测元件142、242，主检测元件141和241的检测值在当所述检测值正常时(即，在正常时间处)用于控制计算单元172和272中的计算，副检测元件142、242的检测值在当所述检测值正常时(即，在正常时间处)用于对主检测元件141和241的异常监测。在异常监测单元271中，将与主检测元件141和241有关的角度信号DA1和DA2与(i)与对象系统中的副检测元件有关的角度信号DB1和DB2以及与(ii)与其他系统中的主检测元件有关的角度信号DA2和DA1进行比较。将与副检测元件142和242有关的角度信号DB1和DB2与对象系统的角度信号DA1和DA2进行比较，但不与其他系统的角度信号进行比较。以这种方式，可以适当地识别正常信号。此外，通过主信号优先的优先级来执行异常监测，可以减少与异常监测有关的计算负荷。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

(第八实施方式)

第八实施方式在图17至图19中示出。在上述实施方式中，分别为控制单元170和270分别设置了传感器单元131和231。此外，角度信号DA1和DA2用于控制，角度信号DB1和DB2用于异常监测。另外，当角度信号DA1和DA2正常时，第一控制单元170使用角度信号DA1执行控制，第二控制单元270使用角度信号DA2执行控制。

由于角度信号DA1和DA2是与不同检测元件的检测值对应的值，因此角度信号DA1和DA2可能由于例如相应传感器的温度特性、驱动装置40的组装条件等而具有误差，如图17中所示。如果系统之间产生误差，则不能恰当地控制对电机80的驱动，并且可能产生振动或声音。

因此，在当前实施方式中，通过使用角度比较来校正系统之间的角度差异，在所述角度比较中，在系统之间信号检测定时是匹配的。在下文中，适当地校正系统之间的角度差异将被称为“系统间校正”。可以对用于控制的信号执行角度校正。因此，在当前实施方式中，描述了校正角度信号DA2以将其向角度信号DA1调整的示例。然而，可以将角度信号DA1向角度信号DA2调整，或者可以将角度信号DA1和DA2二者都朝向角度信号DA1和DA2的平均值校正，或者朝向角度信号DA1和DA2的除平均值之外的某个计算值校正。此外，当将用于异常监测的角度信号DB1和DB2用于控制时，可能理想的是，对角度信号DB1和DB2执行角度校正。

校正值Δθ(n)由等式(1)表示，并且经校正的角度信号DA2_c由等式(2)表示。在此，正如第二实施方式，将描述使用角度估计值DA1_f的示例。然而，如在第一实施方式中，可以使用在对象系统中保存的过去值。

Δθ(n)＝DA1_f(n)–DA2(n)…(1)

DA2_c＝DA2(n)+Δθ(n)…(2)

在此，校正值Δθ可能具有偏移偏差和周期性波动。因此，在当前实施方式中，获得与转子860的一圈旋转(one rotation)期间的多个位置对应的角度信号DA1和DA2的数据和校正值Δθ，并生成用于转子860的一圈旋转的校正值数据。如图18中所示，生成将角度信号DA2和校正值Δθ相关联的映射，使得转子860的一圈旋转(即360°)被均等地间隔开。例如，如果存储区域的数目为256，则机械角度θm的间隔为360/256≈1.41。在存储区域0中，彼此相关联地存储校正值Δθ_mr0和作为在机械角度θm＝0的情况下的角度信号DA2的角度信号DA2_mr0，并且在存储区域1中，彼此相关联地存储角度信号DA2_mr1和校正值Δθ_mr1，以此类推。后缀“_mrq”意指该值对应于每个存储区域，其中，字符“q”在0到255之间变化。

而且，代替图18中所示的校正映射，数据还可以被提供为通过快速傅立叶变换(FFT)等推导的校正函数(参见等式(3))。在等式(3)中，尽管将角度信号DA2描述为θ并且将项描述为最高达三阶分量，但是可以将项增加到最高达必要阶次的分量。

Δθ＝αsin(θ+x)+βsin(2θ+y)+γsin(3θ+z)…(3)

注意，取决于电机80的旋转速度，可能不能将用于生成校正数据的值获得为恒定值，因此可以适当地对其进行补偿。而且，为了收集所需数目的数据，可以在转子860的多圈旋转(multiple rotations)上对值进行累积。

基于图19的流程图来描述当前实施方式的校正值计算处理。例如，在产品出厂时执行该处理。通过在产品出厂时执行该处理，可以适当地执行对角度信号的校正。此外，可以防止在控制期间的计算负荷的增加。此外，例如，该处理可以在电机80的驱动控制期间以预定周期来周期性地执行。以这种方式，可以执行对温度特性和由于老化引起的劣化的校正，这可以使角度信号校正更适当。

在S501中，第二控制单元270获得对象系统和其他系统的角度信号。在此，获得作为对象系统的当前值的角度信号DA2(n)和DB2(n)以及其他系统的角度估计值DA1_f(n)和DB1_f(n)。在下文中，其他系统的角度估计值DA1_f可以简称为角度信号DA1。

在S502中，第二控制单元270确定角度信号DA2(n)和角度估计值DA1_f(n)是否正常。如果确定角度信号DA2(n)和角度估计值DA1_f(n)不正常(S502：否)，则处理返回至S501。如果确定角度信号DA2(n)和角度估计值DA1_f(n)正常(S502：是)，则处理进行至S503。

在S503中，第二控制单元270通过使用角度信号DA2(n)和角度估计值DA1_f(n)来计算校正值Δθ(n)(参见等式(1))。在S504中，第二控制单元270确定是否完全获得了一圈旋转的信息。在此，可以确定是否已经累积了可以生成图19所示的校正数据映射或数学等式(例如，等式(3))的与校正值Δθ有关的信息，这可以基于从处理开始的经过时间以及电机80的旋转圈数和旋转速度来确定，或者也可以基于累积的数据的数目来确定。如果确定尚未完全获得一圈旋转的信息(S504：否)，则处理返回至S501。如果确定完全获得了一圈旋转的信息(S504：是)，则处理进行至S505，生成校正映射，并且在S506中更新校正映射。在S505和S506中，代替使用校正映射，可以生成并更新校正函数。

使用经通信延迟校正值，作为对象系统的角度信号DA2或其他系统的角度信号DA1，用于计算校正值Δθ，即用于校正系统之间的关于角度信号DA1和DA2的检测误差的系统间误差校正值。在当前实施方式中，将角度估计值DA1_f用作其他系统计算值。此外，可以将过去值用作对象系统计算值。以这种方式，通过使用考虑了通信延迟的角度信号，可以适当地计算校正值Δθ。

在当前实施方式中，物理量是根据磁体875的旋转而周期性地变化的旋转磁场。第二控制单元270基于多个校正值Δθ来生成与物理量的变化周期对应的校正映射或校正函数，并根据物理量的变化周期通过使用校正值Δθ执行校正计算。更具体地，校正映射或校正函数可以根据电机80的一圈旋转期间的机械角度θm来计算校正值Δθ，并且可以根据机械角度θm通过使用校正值Δθ来执行校正。以这种方式，可以适当地减少系统之间的误差。特别地，在检测元件检测到电机80的旋转角度并且基于检测元件的检测值来控制对电机80的驱动的情况下，可以通过适当地校正系统间误差来适当地控制对电机80的驱动，从而可以减少振动和/或噪音。

(第九实施方式)

图20示出了第九实施方式。当前实施方式的ECU 11包括驱动电路120和220、控制单元170和270、旋转角度传感器302等。旋转角度传感器302包括第一传感器单元132和第二传感器单元232。第一传感器单元132包括主检测元件141、副检测元件142、多转检测单元(multi-turn detection unit)145、角度计算单元151和152、计数计算单元155和156以及通信单元158。第二传感器单元232包括主检测元件241、副检测元件242、多转检测单元245、角度计算单元251和252、计数计算单元255和256以及通信单元258。

多转检测单元145和245被配置成即使没有电力供应也能够捕获伴随磁体875的旋转的磁通量的变化。换句话说，多转检测单元145、245使用了不使用电力的存储方法(即，在当前实施方式中的磁存储方法)。更具体地，在多转检测单元145和245中，磁检测元件被布置成例如盘旋或螺旋形状，并且这些元件最初面向特定的磁方向。当磁体875旋转时，磁检测元件从盘旋或螺旋形状的一端顺序地检测磁方向的变化，并且每当转子860旋转并完成一次完整的转动时，磁通量方向变化的位置根据转子860的旋转方向而向外或向内变化。磁检测元件根据磁方向改变其阻抗值。磁检测元件的磁方向的变化不需要电力。此外，通过向螺旋状磁检测元件供应电流并检测来自螺旋状磁检测元件的输出，可以测量转子860的旋转位置。也就是说，多转检测单元145、245在检测旋转时不需要电力，而在读取检测值时需要电力。在图20中，通过虚线包围的块在点火开关(IG)被接通时接收电力供应，通过单点划线包围的块总是接收电力供应，而通过双点划线包围的块不需要电力供应。

当多转检测单元145被激励(即，接收电力)时，计数计算单元155根据多转检测单元145的输出来计算计数值NPTC1。当多转检测单元245被激励时，计数计算单元255根据多转检测单元245的输出来计算计数值NPTC2。

副检测元件142和242以及计数计算单元156和256总是接收电力供应。更具体地，副检测元件142和计数计算单元156总是经由作为稳压器等的电源192从电池等接收电力供应，而无需将IG插入始于电源192的路径中。此外，副检测元件242和计数计算单元256总是经由作为稳压器等的电源292从电池等接收电力供应，而不无需将IG插入始于电源192的路径中。

计数计算单元156根据副检测元件142的检测值来计算计数值LPTC1，并且计数计算单元256根据副检测元件242的检测值来计算计数值LPTC2。

根据转子860的旋转方向，在转子860的一圈旋转期间将计数值NPTC1、NPTC2、LPTC1和LPTC2递增或递减计数n次(即，n为1或大于1的整数)中。当n被设置为3或大于3时，可以检测旋转方向。在当前实施方式中，n＝4，这使得每当转子860旋转90°时，这些计数值递增/递减。使用不同检测方法的检测值计算计数值NPTC和LPTC，这可以被指定为异种冗余配置。注意，计数的数目可以在计数值NPTC和计数值LPTC之间不同，例如，计数值NPTC在转子860的一圈旋转中被递增/递减计数达一个计数，而计数值LPTC在转子860的一圈旋转中被递增/递减计数达四个计数。出于比较的目的，可以根据需要来转换计数值NPTC或LPTC。在下文中，当不需要检测单元之间的区分时，可以将计数值简单地指定为TC。

通过比较计数值NPTC1和LPTC1，可以检测到异常存在或不存在。计数值的比较可以在传感器单元132中执行，或者可以由控制单元170执行。此外，可以通过比较计数值NPTC2和LPTC2来检测异常的存在。计数值的比较可以在传感器单元232中执行，或者可以由控制单元270执行。

通信单元158生成包括角度信号DA1、DB1和计数值NPTC1、LPTC1的输出信号，并将该输出信号输出到第一控制单元170。通信单元258生成包括角度信号DA2、DB2和计数值NPTC2、LPTC2的输出信号，并将输出信号输出到第二控制单元270。

尽管多转检测单元145和245具有不需要电力供应的优点，但是存在下述的故障风险的可能性：它们之间存在旋转数差异；由于外部磁场导致的数据丢失和/或长期数据保持。因此，在当前实施方式中，除了使用多转检测单元145和245的检测值来计算计数值NPTC1和NPTC2之外，还连续地向副检测元件142和242以及向计数计算单元156和256供应电力以计算计数值LPTC1和LPTC2。在这样方式，使得计数值的计算是冗余的，并且可以检测设备的异常。此外，通过向多转检测单元145和245以及副检测元件142和242设置彼此分别不同的配置，在它们之间几乎不会发生共同原因故障，并且可以容易地检测异常。

在前述实施方式中，通过考虑检测定时的差异将角度信号DA1、DB1、DA2和DB2进行比较来执行异常监测。在当前实施方式中，代替使用第一系统L1的角度信号DA1和DA2，可以使用以下四个绝对角度θa11、θa12、θa13和θa14。绝对角度是从参考位置起的旋转角度，并且包括多转信息。

通过使用计数值NPTC1的当前值和角度信号DA1的当前值来计算绝对角度θa11。假定计数值NPTC1的当前值为NPTC1(n)，并且与角度信号DA1对应的机械角度为θm_A1(n)，则绝对角度θa11由等式(4-1)表示。等式中的项INT(TC/d)是通过将计数值TC除以转子860的每一圈旋转的计数d而获得的商的整数部分，其意指转子860的旋转圈数。

θa11＝INT(NPTC1(n)/d)+θm_A1(n)…(4–1)

通过使用计数值NPTC1的初始值、角度信号DA1的初始值和角度信号DA1的变化量来计算绝对角度θa12。假定计数值NPTC1的初始值为NPTC1(0)，并且与角度信号DA1对应的机械角度的初始值为θm_A1(0)，则绝对角度θa12由等式(4-2)表示。在此，初始值是在将IG从关切换为开之后的初始值。

使用计数值LPTC1的当前值和角度信号DB1的当前值来计算绝对角度θa13。假定计数值LPTC1的当前值为LPTC1(n)，并且与角度信号DB1对应的机械角度为θm_B1(n)，则绝对角度θa13由等式(4-3)表示。

θa13＝INT(LPTC1(n)/d)+θm_B1(n)…(4–3)

使用计数值LPTC1的初始值、角度信号DB1的初始值和角度信号DB1的变化量来计算绝对角度θa14。假定计数值LPTC1的初始值为LPTC1(0)，并且与角度信号DB1对应的机械角的初始值为θm_B1(0)，则绝对角度θa14由等式(4-4)表示。

绝对角度θa11、θa12、θa13和θa14中的任两个绝对角度都可以用作与第一系统L1有关的值。此外，绝对角度θa21、θa22、θa23和θa24中的任两个绝对角度都可以用作与第二系统L2有关的值。绝对角度θa21、θa22、θa23和θa24的计算可以通过将等式(4-1)至(4-4)中表示系统的后缀“1”替换为“2”来执行，因此可以省略其描述。

关于上述，为了防止来自相同元件的两条信息的异常，可能优选的是：(i)使用绝对角度θa11或绝对角度θa12而不使用角度信号DA1；以及(ii)使用绝对角度θa13或绝对角度θa14而不使用角度信号DB1。第二系统L2也是如此。

在当前实施方式中，类似于前述实施方式中的描述，通过将绝对角度θa21和θa23与考虑通信延迟而估计的角度估计值θa11_f和θa13_f进行比较(即，与被估计为具有匹配的检测定时的值进行比较)，例如，第二控制单元270即使通过使用绝对角度也可以适当地执行异常监测。此外，类似于前述实施方式中的描述，在当前实施方式中，通过使用绝对角度θa21和角度估计值θa11_f来计算系统间误差校正值Δθa，即使通过使用绝对角度也可以适当地减小系统之间的系统间检测误差。此外，如第一实施方式中所示，可以将过去值用作对象系统的值。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

在当前实施方式中，包括多转信息的绝对角度被用作对象系统计算值和其他系统计算值。绝对角度可以在传感器单元中计算，或者可以由控制单元计算。当在传感器单元中计算绝对角度时，该绝对角度对应于“对象系统计算值”或“其他系统计算值”并且对应于“物理量计算值”。当传感器单元向控制单元输出计数值和角度信号并且控制单元计算绝对角度时，计数值和角度信号对应于“物理量计算值”，并且绝对角度对应于“对象系统计算值”或“其他系统计算值”。

(第十实施方式)

第十实施方式在图21中示出。在当前实施方式中，控制单元170和270能够从外部传感器500获得可以被转换成绝对角度θa的检测值。外部传感器500与控制单元170和270之间的通信可以是任何通信方法，例如CAN(控制器局域网)、LIN(局域互连网)、Flexray等。外部传感器500例如是转向传感器、具有内置转向传感器的扭矩传感器、行程传感器、具有内置行程传感器的扭矩传感器等。将通过使用连接电机80和转向系统的齿轮等的齿轮比转换外部传感器500的检测值以与绝对角度θa_A和θa_B可比较而获得的值设置为绝对角度θa_C。尽管在图21中示出了一个外部传感器500，但是，可以从多个外部传感器获得绝对角度。

除了在第八实施方式中描述的绝对角度之外，从外部传感器500得到的绝对角度θa_C用于执行与上述实施方式中相同的异常监测和误差校正。在这种情况下，作为来自外部传感器500的值，可以使用考虑通信延迟而估计的估计值。而且，可以使用具有匹配检测定时的过去值。

从外部传感器500，控制单元170、270中的至少一个控制单元获得与对象系统的绝对角度可比较的、基于与对象系统的绝对角度不同的物理量的外部检测值。当比较对象系统的绝对角度和外部检测值时，将经通信延迟校正值用作对象系统的绝对角度或用作外部检测值。以这种方式，可以适当地执行使用外部传感器500的检测值的异常监测或误差校正。此外，如果用于比较的值的数目是三个或更多个，则可以通过多数决定法来确定异常。

此外，通过使用外部传感器500的检测值，可以适当地检测绝对角度的异常，该绝对角度的异常可能是由于连接电动助力转向设备8和转向系统的齿轮、皮带等的游动而造成的。此外，即使当计算机间通信被中断时，如果可以执行与外部传感器500的通信，则可以继续进行使用绝对角度θa_C的异常检测和系统间校正。

在当前实施方式中，由于与机械角度的计算有关的检测元件和与旋转数(thenumber of rotations)的计算有关的检测元件全部在系统中(即，在两个电机控制系统中的每个系统内)是冗余的，因此，即使在两个系统的某些部分中检测到异常，两个系统的驱动控制也可以继续。此外，通过将外部传感器500用于异常监测和系统间校正，可以准确地执行异常监测和系统间误差校正。此外，通过当前实施方式可以实现与上述实施方式相同的效果。

在上述实施方式中，ECU 10和11对应于“检测单元”，主检测元件141和241、副检测元件142和242以及多转检测单元145和245对应于“检测元件”。角度计算单元151、152、251、252以及计数计算单元155、156、255、256对应于“计算单元”。此外，“物理量”是由磁体875生成的磁场的度量。

在第一实施方式等的示例中，角度信号对应于“物理量计算值”，并且在第一控制单元170中，角度信号DA1和DB1对应于“对象系统计算值”，并且角度信号DA2和DB2对应于“其他系统计算值”，并且在第二控制单元270中，角度信号DA2和DB2对应于“对象系统计算值”，角度信号DA1和DB1对应于“其他系统计算值”。此外，在第一实施方式中，诸如先前值的过去值对应于“经通信延迟校正值”，并且在第二实施方式等中，角度估计值是“预测值”，并且对应于“经通信延迟校正值”。此外，校正值Δθ对应于“系统间误差校正值”。

(其他实施方式)

在上述实施方式中，检测单元用在电动助力转向设备中。在其他实施方式中，检测单元也可以适用于转向传感器。此外，它适当地适用于需要旋转数和旋转角度的应用。此外，如果通过使用齿轮将行程位置转换成旋转系坐标，则检测单元还可以适用于行程传感器。

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度传感器。在其他实施方式中，传感器单元不仅适用于旋转角度传感器，而且适用于测量物理量的传感器，例如电流传感器、扭矩传感器、压力传感器、温度传感器、距离传感器例如激光位移计等。

在第十实施方式中，作为外部传感器的示例，示出了诸如转向传感器、具有内置转向传感器的扭矩传感器、行程传感器以及具有内置行程传感器的扭矩传感器的变型。在其他实施方式中，激光位移计或由照相机捕获的图像的分析值也可以用作外部传感器。

在上述实施方式中，控制单元之间的通信被作为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经由诸如CAN的车辆通信网络来执行，而不是使用计算机间通信来执行。

在上述实施方式中，在一个传感器单元中设置了两个或四个检测元件。在其他实施方式中，一个传感器单元中的检测元件的数目可以是一个、三个、五个或更多个。在上述实施方式中，设置了两个控制单元和两个传感器单元，并且系统的数目是两个。在其他实施方式中，可以设置三个或更多个控制单元和传感器单元，并且系统的数目可以是三个或更多个。在上述实施方式中，从单独的电源为每个系统供应电力。在其他实施方式中，每个系统可以被配置成从公共的即一个电源接收电力供应。

在第九实施方式和第十实施方式中，在每个系统中设置无需电力的多转检测单元。在其他实施方式中，可以从一个系统或从所有系统中省略多转检测单元。以这种方式，可以简化配置。此外，可以为每个系统设置多个多转检测单元。以这种方式，即使在一些多转检测单元中发生异常，也可以在每个系统中继续进行计数值的计算。此外，当设置多转检测单元时，不必基于副检测元件来执行计数值的计算。以这种方式，简化了配置，并且不需要向传感器单元连续供电。

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，而可以是任何类型的电机。此外，电机不限于电动机(即，电动机)，而可以是发电机，或者可以是具有电动机功能和发电机功能二者的所谓的电动发电机。在上述实施方式中，逆变器和电机绕组设置在两个系统中。在其他实施方式中，逆变器和电机绕组的数目可以是一个或三个或更多个。而且，逆变器和电机绕组的数目可以彼此不同。在上述实施方式中，包括检测单元的驱动装置被应用于电动助力转向设备。在其他实施方式中，驱动装置可以应用于与电动助力转向设备不同的其他设备。

在本公开内容中描述的控制单元及其方法可以由包括处理器和存储器的专用计算机来实现，该处理器和存储器被编程以执行由计算机程序体现的一个或更多个功能。可替选地，在本公开内容中描述的控制单元及其方法可以由包括具有一个或更多个专用硬件逻辑电路的处理器的专用计算机来实现。可替选地，在本公开内容中描述的控制单元及其方法可以由一个或更多个专用计算机来实现，所述一个或更多个专用计算机被配置为(i)被编程以执行一个或更多个功能的处理器和存储器以及(ii)具有一个或多个硬件逻辑电路的处理器的组合。此外，计算机程序可以作为计算机可执行的指令存储在有形非暂态计算机可读介质中。本公开内容不限于上述实施方式，而是在不脱离本公开内容的精神的情况下可以实现各种修改。

Claims

1.一种检测单元，包括：

多个传感器单元(131，132，231，232)，所述多个传感器单元(131，132，231，232)每个均具有被配置成检测物理量的变化的检测元件(141，142，145，241，242，245)以及被配置成根据由所述检测元件检测到的物理量来计算物理量计算值的计算单元(151，152，155，156，251，252，255，256)；以及

多个控制单元(170，270)，所述多个控制单元(170，270)每个均：(i)具有被配置成监测所述物理量计算值的异常的异常监测单元(171，271)以及被配置成通过使用所述物理量计算值来执行计算的控制计算单元(172，272)；以及(ii)从分别不同的传感器单元获得所述物理量计算值，其中

在将所述控制单元和所述控制单元从中获得所述物理量计算值的所述传感器单元的组合定义为系统的情况下，

至少一个控制单元通过通信从其他系统的控制单元获得所述其他系统的物理量计算值或基于所述其他系统的物理量计算值所计算的其他系统计算值，

当对象系统的所述异常监测单元将所述对象系统的物理量计算值或基于所述对象系统的所述物理量计算值所计算的对象系统计算值与所述其他系统计算值进行比较时，所述对象系统的所述异常监测单元使用具有对通信延迟的校正的经通信延迟校正值作为所述对象系统计算值或者作为所述其他系统计算值，以及

所述经通信延迟校正值是在早于获得所述其他系统计算值的定时达所述通信延迟的时间量的定时处检测到的所述对象系统计算值的过去值。

2.一种检测单元，包括：

所述经通信延迟校正值是具有与所述通信延迟的时间量对应的预测校正量的所述其他系统计算值的预测值。

3.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

至少一个检测元件具有不同的与所述检测元件有关的配置。

4.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述检测元件包括：(i)主检测元件(141，241)，所述主检测元件(141，241)的物理量计算值被配置成在正常时间控制所述控制计算单元中的计算；以及(ii)副检测元件(142，242)，所述副检测元件(142，242)被配置用于在正常时间对所述主检测元件进行异常监测，并且

所述异常监测单元：

将(A)和所述主检测元件有关的对象系统计算值与(B)和所述副检测元件的对象系统计算值以及和所述其他系统的主检测元件有关的其他系统计算值进行比较，以及

将(C)和所述副检测元件有关的对象系统计算值与(D)和所述主检测元件有关的对象系统计算值进行比较，但不与(E)所述其他系统计算值进行比较。

5.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述异常监测单元通过使用所述对象系统计算值和所述其他系统计算值中的至少两个来计算参考信号，并且通过与所述参考信号的比较来执行异常监测。

6.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述异常监测单元通过利用预先设置的两个值的至少一个经受比较的对执行两个值的比较来执行异常监测，

如果所述经受比较的对的比较结果为正常，则将所述经受比较的对的值识别为正常，并且

如果所述经受比较的对的比较结果为异常，则搜索具有正常比较结果的新对，并且如果存在具有正常比较结果的新对，则将所述具有正常比较结果的新对的值识别为正常，其中，至少一个正常对被新设置为用于下一次和后续比较的经受比较的对。

7.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述异常监测单元通过对两个值执行比较来执行异常监测，并且在比较结果为异常时执行重试，其中，根据重试次数来预先设置所述两个值的经受比较的对，并且根据所述重试次数来识别异常值。

8.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

在用于校正所述系统之间的物理量计算值的检测误差的系统间误差校正值的计算中使用的所述对象系统计算值或所述其他系统计算值是所述经通信延迟校正值。

9.根据权利要求8所述的检测单元，其中，

所述物理量周期性地变化，并且

所述控制单元基于多个所述系统间误差校正值来生成与所述物理量的变化周期对应的校正映射或校正函数，并且通过根据所述物理量的变化周期使用所述系统间误差校正值来执行校正计算。

10.根据权利要求1或2所述的检测单元，其中，

所述至少一个控制单元从外部传感器获得基于与所述对象系统计算值不同的物理量的外部检测值，所述外部检测值与所述对象系统计算值是可比较的，并且

当将所述对象系统计算值和所述其他系统计算值与所述外部检测值进行比较时，使用所述经通信延迟校正值作为所述对象系统计算值、所述其他系统计算值和所述外部检测值中的至少一个。