检测传感器误差的制作方法

检测传感器误差的制作方法
【专利摘要】本发明涉及检测传感器误差。本文公开具有附加传感通道的传感器误差检测。第一、第二、第三感测元件可以被布置在相对于彼此的角度。在一些实施例中，第一、第二和第三感测元件可以是磁传感元件，诸如各向异性磁电阻(AMR)传感元件。可以得到来自分别具有第一、第二和第三感测元件的第一、第二和第三感测通道的传感器数据。预期的第三感测通道数据可以被确定并与所获得的第三感测通道数据进行比较，以指示误差。
【专利说明】
检测传感器误差
技术领域
[0001 ] 本申请根据35 U.S.C.§119(e)请求于2015年2月20日提交的、标题为 "DETECTINGSENSOR ERROR"的美国临时申请号62/118937的权益，和它的内容通过引用并入 整体。
[0002] 所描述的技术涉及检测传感器误差，并且更具体地涉及用于通过传感元件的组合 检测传感器误差的设备和方法。
【背景技术】
[0003] 磁传感器可以被实现，以获得机械零部件的线性或环状位置或角度信息，例如轴， 在包括汽车转向系统的各种应用中。由于例如温度变化，在磁性角度传感器中使用的磁检 测元件经常遭受改变的灵敏度水平和非线性误差，和理想的是实现用于磁传感器的传感器 误差检测机制。

【发明内容】

[0004] 所描述的技术各自具有若干方面的方法和设备，其中无单一一个用于为其期望的 属性负责。
[0005] -个实施例是用于检测传感器误差的装置，包括:包括第一磁性传感元件的第一 感测通道;包括第二磁性传感元件的第二感测通道，在相对于第一感测元件的第一角度定 向所述第二感测元件;包括第三磁性传感元件的第三感测通道，在相对于第一感测元件的 第二角度定向第三感测元件，所述第二角度不同于所述第一角度;和处理器。所述处理器经 配置以：接收来自第一感测通道的第一传感器数据，来自所述第二感测通道的第二传感器 数据，以及来自第三感测通道的第三传感器数据;从第一传感器数据和所述第二传感器数 据计算预期的第三传感器数据;和至少部分地基于预期第三传感器数据与所述第三传感器 数据的比较，检测传感器误差。
[0006] 另一个实施例是用于检测传感器误差的方法，该方法包括:接收来自第一感测通 道的第一传感器数据、来自第二感测通道的第二传感器数据，和与第三感测通道相关联的 第三传感器数据;至少部分地基于对第一传感器数据和所述第二传感器数据，确定角度和 半径；至少部分地基于该角度和半径计算预期的第三传感器数据;和至少部分地基于预期 的第三传感器数据与所述第三传感器数据的比较，检测传感器误差。所述第一感测通道包 括第一磁性传感元件，第二感测通道包括第二磁性传感元件，第二感测元件定位在相对于 面向第一感测元件的第一角度。第三感测通道包括第三磁性传感元件，第三感测元件定位 在相对于第一感测元件的第二角度，所述第二角度不同于所述第一角度。
[0007] 用于检测传感器误差的方法可以进一步包括:使用反正切函数确定角度。用于检 测传感器误差的方法可以进一步包括:响应于满足阈值的检测误差提供误差标志。第一、第 二和第三磁性传感元件的每个可以是磁阻传感器，诸如各向异性磁阻(AMR)传感器。第二角 度可以是第一角度的大约一半。例如，第一角度可以是大约45度，和第二角度可以是约22.5 度。
[0008] 另一个实施例是用于检测传感器误差的装置，所述装置包括:包括第一磁性传感 元件的第一感测通道;包括第二磁性传感元件的第二感测通道;第三感测通道;和处理器。 所述处理器经配置以：接收来自第一感测通道的第一传感器数据，来自所述第二感测通道 的第二传感器数据，以及来自第三感测通道的第三传感器数据;至少部分地基于对第一传 感器数据和所述第二传感器数据，确定角度和半径;至少部分地基于该角度和半径计算预 期的第三传感器数据;和至少部分地基于预期的第三传感器数据与所述第三传感器数据的 比较，检测传感器误差。
[0009] 处理器可被进一步配置为至少部分地基于对第一传感器数据和第二传感器数据 确定角度和半径，，并计算至少部分地基于该角度和半径的值。所述处理器还可以被配置来 计算使用反正切函数的角度。
[0010] 该第三感测通道可包括第三磁性传感元件。每个第一、第二和第三感测元件可以 是各向异性磁阻(AMR)传感器。第二感测元件可以定向在相对于第一感测元件的第一角。第 三传感元件可定向在相对于第一感测元件的第二角度。第二角度可以是第一角度的大约一 半。第一角度可以是大约45度，和第二角度可以是约22.5度。第一、第二和第三感测通道的 每个还可以包括放大器和取样电路。第一、第二和第三传感通道可以在一个单一的模具中 实施。第一、第二和第三感测元件可被并置。第一、第二和第三感测元件中的每一个可以被 配置为提供差动输出。该装置可以被配置为响应于满足阈值的检测误差提供误差标志。另 一实施例可以是包括用于检测传感器误差的上述装置的电子助力转向系统。
【附图说明】
[0011] 这些附图和本文中所提供的相关描述说明本发明的具体实施例，并且不意图是限 制性。
[0012] 图1A是根据一个实施例在此公开技术的示例实施方式的图。
[0013] 图1B是根据一个实施例的图1A的感测电路102的示例性实施方式的图。
[0014]图2A是根据一个实施例的包括三个感测频道和处理器的示例实施方式的框图。 [0015]图2B是根据一个实施例的包括三个感测通道和处理器的另一个示例性实施方式 的框图。
[0016] 图3是根据一个实施例的本文所描述的误差检测方法的示例实施方式的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 新系统、装置和方法的各个方面将参照附图下文中更充分描述。但是，本公开的各 方面可体现为许多不同的形式，和不应被解释为限于贯穿本发明给出的任何特定结构或功 能。而是，提供这些方面以使得本公开是彻底和完整的，并且向本领域技术人员充分地传达 本公开的范围。基于这里的教导，本领域的技术人员应该理解，本公开的范围旨在涵盖本文 公开的新颖系统、装置和方法的任何方面，无论其是独立实现的或与任何其他方面相结合。 例如，装置可以被实现或方法可以使用任何数目的本文所阐述的方面来实施。此外，该范围 意在包括这样的装置或其使用其它结构、功能或者结构和功能，除了或不同于本文所阐述 的各方面的实施方式。但是应当理解，本文公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个 元件来体现。
[0018] 尽管在本文中描述特定方面，这些方面的许多变化和置换落入本公开的范围之 内。虽然优选方面的一些益处和优点提及，本公开的范围并非旨在被限定于特别的益处、用 途或目标。相反，本公开的方面旨在广泛适用于汽车系统和/或不同的有线和无线技术、系 统配置、网络，包括光纤的网络、硬盘和传输协议，其中的一些是由附图中示例和优选方面 的以下描述的方式示出。详细描述和附图仅仅是说明性的公开内容，而不是限制性的，本公 开的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0019] 在本说明书中，参考附图，其中类似的参考数字可以指示相同或功能相似的元件 制成。应当理解，在图中所示的元件不一定按比例绘制。此外，应当理解，某些实施例可包括 比图示出的更多元件和/或附图中所示的元件的子集。此外，一些实施例可以并入两个或更 多个附图的特征的任何合适的组合。
[0020] 具有其他感测通道的传感器误差检测在此公开。第一、第二、第三感测元件可定向 在相对于彼此的角度。这些感测元件可以以其他方式基本上相同。第一、第二和第三感测元 件可以共同位于。可以得到来自分别具有第一、第二和第三感测元件的第一、第二和第三感 测通道的传感器数据。预期第三感测通道的数据可以被确定和所获得的第三检测通道数据 进行比较，以检测误差。
[0021] 在一些实施例中，这里的公开可应用于具有旋转轴的装置，其可包括一个或多个 磁性元件，诸如偶极天线或环形磁体。例如，由感测元件测量磁场的可用于确定代表同步多 通道传感器输出的轴旋转角度和半径。在一些实施例中，旋转ANGLEmac的磁性角可以计算 为：
[0023]以及传感器输出半径V_可定义为：
[0025] 其中，VSI_VCQS是两个感测通道的各自输出电压，例如具有在彼此大约45度的物 理角度定向的其传感元件，传感器输出半径Vrad是表示两个感测通道的同步输出的电压，和 其中Vref是施加到感测元件的参考电压。
[0026] 当两个感测通道数据(VSIdPVCQS)同步时，传感器输出半径VRAD可以是在给定温度 基本上恒定，并且在给定的温度与计算的半径电压的显著偏差可以指示在系统中的误差或 缺陷。如进一步结合等式3和4本文所述的，传感器输出半径V_可以被理解为温度相关的 值，它允许根据下面的等式5测量预期的传感通道值。可替代地，感测通道数据V SIdPV?)S可 根据与它们在〇度磁场角度的输出的偏差确定，而无需使用VREF确定所述传感器输出半径 V RAD。在其他实施例中，本文公开的误差检测可以应用于测量旋转角度以外的参数的装置， 诸如长度或电流。
[0027] 图1A示出根据一个实施例在此公开的技术的示例实施方式的图。图示的实施方式 100包括轴106、磁铁104,和感测电路102。旋转角108也在图1A中示出。感测电路102的实施 例结合下文的图1B-2B进一步描述。磁体104可以被安装在旋转轴106。在某些实施方式中， 旋转轴106可关联机动车的方向盘。感测电路102可以感测磁体104的位置的变化，并提供旋 转轴106的旋转的指示。在包括在旋转轴上的磁性元件（例如，轴106)的实施例中，磁传感 器、各向异性磁阻(AMR)传感器、巨型磁阻(GMR)或隧道磁阻(TMR)传感器或任何其它合适的 磁致电阻(XMR)传感器可用作感测元件，以实现所公开的装置和/或方法。在一些实施例中， 磁性传感器可以基于正比于垂直磁场的电阻的变化测量磁场。通过使用磁性传感器，诸如 AMR传感器以及磁传感器的感测元件的各种组合，可以根据本公开内容的各方面来检测误 差。例如，本文所描述的实施例可以克服由于相关角度传感器误差的挑战，例如，AMR传感器 的电阻传感元件的短路、静电放电(ESD)输出电路的泄漏、一个或多个滤波器(例如，电磁兼 容性(EMC)滤波器)的损失、增益误差、非线性误差等或它们的任意组合。
[0028]在其他实施例中，差正弦和/或余弦输出获取位置信息的其他类型的感测元件可 用来实现本文所描述的误差检测装置和方法。例如，可使用诸如旋转变压器、霍尔效应传感 元件、光学感测元件或其任何组合的元件。此外，这里的公开可以提供自我检查感测误差， 而不管例如由于温度传感器的变化。
[0029 ]本公开内容的各方面可以实现在磁性角度传感器，包括例如感测电路102。该磁传 感器可以包括AMR传感元件、信号调节电子和接口。在一种应用中，所述接口可以是外围设 备的加速度传感器(PAS)接口，诸如PAS4接口，用于车辆用安全气囊的远程加速度计，用于 与主机电子控制单元(E⑶)通信。所述磁式角度传感器可在汽车电动助力转向（考绩）系统 中实现。这种系统具有根据符合IS0-26262定义的功能安全规范，它是用于公路车辆的功能 安全标准。本文所讨论的原理和优点可以被实现，以在PAS系统中验证角度和/或半径的测 量(例如，与方向盘相关联的轴106的旋转），来满足功能安全规范。在其他情况下，图示的实 施方式100可用于符合其他规范或标准的其他系统中，或需要相对较低误差的系统和/或角 度传感的健壮交叉检查。在一些实施例中，磁、机械和/或电角度的检测范围可以是彼此不 同的。例如，在使用AMR传感器的实施例中，诸如图1A的感测电路102示出，电气角90°的旋转 可以对应于磁性角度的45°旋转。
[0030] 如本文中所描述的"电气角"可以理解为从反正切(VSIN/VCQS)计算的角度，和如上 所述，"磁性角"可以理解为根据上述等式1计算的ANGLEmag。"磁性角"可以是"电气角"除以 2。同样如本文所述，"机械角"可以理解为基于所述磁体设计所确定的角度，它可以反映机 械到磁性角度传递函数。在使用单极对磁体的实施例中，"机械角"和"磁性角"是相同的。在 使用多极磁铁的实施例中，诸如极环，"机械角"可以表示为(ANGLEmac/N)，其中N是极对数。
[0031] 图1B示出了根据一个实施例的图1A的感测电路102的示例实施方式的图。感测电 路可以具有多个半桥，并且在图1B中示出的示例感测电路包括六个半桥110、111、112、113、 114和115(每一个都包括与两个电阻元件之间的电桥输出节点的两个电阻元件)和六个分 别对应半桥输出节点VSIN+、VMID+、VCC1S+、Vsin-、Vmid-和Vccis-的感测元件。六个半桥110、111、112、 113、114和115可以结合形成三全桥(例如，半桥110和113的组合可形成第一全桥，半桥111 和114可以组合形成第二全桥，以及半桥112和115的组合可以形成第三全桥）。在一些实施 方式中，基准电压Vref可以是电源电压Vdd。三个全桥的每个可对应于各传感元件102a、102b 和102c (图2A-2B)。因此，图2A-2B的每个感测通道可以包括全桥。
[0032] 本文所公开的多个全桥可以定向在相对于彼此的角度，并构造成敏感于不同方向 的磁场。在图1B中，第二全桥（即，半桥111和114的组合)定向在相对所述第一全桥的22.5° 角度(即，半桥110和113的组合），和第三全桥(即，半桥112和115的组合)定向在相对于所述 第一全桥的45°角。这些角度可以是磁性角。在其他实施例中，只要能够从设置在不同角度 的感测元件的输出可确定角度位置的独特解决方案，对于彼此三全桥(或六个半桥)之间的 相对角度可以是除了22.5°和45°以外的值。除了具有不同的方向和电连接，在某些实施方 式中，该全桥可以基本上彼此相同。图1B所示的全桥可以共同位于、至少部分重叠、位于侧 边侧，和/或包括在单个管芯或单一封装内。以相对于另一感测元件定向一个感测元件包 含:在相对于另一个传感元件的任何合适非零角度定向。
[0033] 在一些实施例中，每个传感元件输出（例如，从下文图2A-2B中图像感测元件102a、 102b和102c的输出）可以基于半桥对的输出（例如，跨越VSIN+和VSIN-的输出V SIN，横跨Vmid+和 Vmid-的输出Vmid，以及跨Vcos+和Vcos-的输出Vcos);因而，所不的感测电路102可产生三个电桥 输出Vsin、Vmid和Vcos，其可以进一步使用图2A-2B中公开的各种元件处理或调节，以产生相应 的传感器通道数据。如下面进一步描述地，多个感测元件的输出可用于确定旋转和传感器 半径的角度和检测传感器的误差。在其他实施例中，感测元件的系统可以包括比图1B所示 的不同数目的全桥或使用上述半桥的不同组合。在一些实施例中，本文所公开可使用每个 具有全桥的三个感测通道来实现，其可以增加传感通道之间的冗余和独立，并反过来可以 允许鲁棒检测感测误差。
[0034]图2A是根据一个实施例的示例性实施方式的框图。示出的电路200a包括三个感测 通道，每个通道具有感测元件102a、102b或102c，其可以是上面结合图1A-1B描述的感测电 路102的一部分。示出的电路200a中还包括差分放大器204a、204b和204c，取样电路206a、 206b和206c，过滤器220,接口 222和处理器210。过滤器220可包括过滤器，用于去除不想要 的信号，和接口 222可以包括用于与主机处理单元(例如，处理器210)或任何其他模块进行 通信的接口。该接口 222可以例如是PAS4接口。在一些实施例中，感测通道（例如，208a、 208b、208c)可包括放大器、采样电路和/或任何其它电路，以处理信号路径中从感测电路 102到处理器210的信号。采样电路206a、206b和206c可各自包括例如模数转换器(ADC)，诸 如5： - A模数转换器。应当指出，图2A-2B不示出传感元件102a、102b和102c的物理方位，因 为传感元件l〇2a、102b和102c都在相对于彼此的角度定向，例如结合图1B所述。图2A-2B还 可以包括模拟电路元件以减少由处理器210的计算量。
[0035] 仍参照图2A，两个通道(例如，包括感测元件102a和102b的通道)可用于从经调节 的桥输出（例如，数据VsiN和输出Vcos)计算角度。但应该指出，涉及本文描述Vsin、Vmid和Vcos的 各个方程或关系可在至少部分通过图2A的放大器204a、204b和204c，取样电路206a、206b和 206c，滤波器220,和/或接口 222处理后，适用于感测元件102a、102b和102c的直接输出或其 各自的通道信号或数据。角度可以基于桥对于由轴1〇6(图1A)的旋转产生的外部磁场角度 的刺激的响应从两个通道来计算。桥输出可具有磁性角的正弦响应，并在具有分别在约45 度的彼此相对定向的第一和第二感测元件102a和102b的实施例中，两桥输出可以由以下等 式表不为：
[0036] Vout_chi = VradXsin(2XANGLEmagXjt/ 180°)(等式3)
[0037] VouT_CH2 = VRADXsin(2X (ANGLEmag+45〇 ) Xji/180° )(等式4)
[0038] 其中，Vqut_chi和Vqut_ch2是两个通道的全桥输出，诸如Vsin和Vccis，Vrad可以理解为感测 通道的输出电压在给定的环境条件的峰值幅度(例如，温度）。
[0039] 电压VRAD可以显著变化并具有与温度的非线性关系。不知道在操作温度下VRAD的 值，例如，可难以准确地从单独的感测通道的任何一个计算角度ANGLEmac。此外，在正弦曲线 的峰值，对角度变化的灵敏度可显著减少。如上讨论地，基于两个感测通道输出（例如，V SIN、 Vcos)，可以从使用反正切函数来确定(例如，如公式1所示）角度ANGLEmag。在一些实施例中， 可有利的使用反正切函数计算角度ANGLEmac，因为该实施方式可以减轻有关V RAD依赖性和不 同敏感性的角度变化问题。此外，使用反正切函数(诸如，ATAN2)计算角度可以是有利的，因 为比较容易用控制器(例如，处理器210)上的C0RDIC算法来实现。
[0040] 在使用第一和第二感测通道输出（对应，例如，以从传感元件102a和102b的输出） 以计算磁性角度的实施例中，可不希望使用相同通道的差分输出电压以独立验证角度判断 是否正确。包括第三传感器(例如，感测部件l〇2c)的第三传感通道可用于独立地感测磁场 并验证角度。如上所讨论地，第一感测元件l〇2a可以定向在相对于第二传感元件102b的第 一角度，以及第三感测部件l〇2c可以定向在相对于第一感测元件102a的第二角度。在一些 实施例中，为了最大化与感测元件102a和102b相关联的误差的灵敏度，感测部件102c可以 定向在平分第一角度的角度。例如，当第一角度是大约45°时，第二角度可以是大约22.5°。 处理器210(它可以是电子控制单元(ECU))可以计算第三传感通道的预测输出，例如如下所 示：
[0041] V〇uT_cH3 = VRADXsin(2X (ANGLEmag+22.5〇 ) Xji/180° )(等式5)其中，ANGLEmag是 角度和VRAD是如上所讨论的根据方程1和2从第一和第二感测通道的输出计算出的半径，以 及其中V QUT_CH3是第三通道的全桥输出，诸如Vmid。在具有第一、第二和第三感测元件的不同 相对定向的实施例中，以上的公式3、4和5可以相应地修改，以反映它们的相对定向。为了简 化计算，在没有控制器数学库中的SIN函数下，SIN可以使用泰勒级数近似计算：
[0043]其中z是ANGLEmag。对于相对高的精确度，最多z11的项可以被包括在内。根据系统规 格，近似的其它方法也可以使用，或在其他实施方式中，其他数量的项也可以用于多项式逼 近。
[0044]图2B是根据一个实施例的另一示例性实现的框图。图2B的电路200b可以实现图2A 的电路200a的任意原理和优点。如图2B所示，处理器210包括测量计算模块212和误差检测 模块214以执行本文描述的各种功能。每个模块可以由物理硬件来实现。测量计算模块212 可以计算角度和半径。例如，测量计算模块212可以根据等式1计算角度和根据等式2计算半 径。测量误差检测模块214可以比较与来自第三感测或处理通道的数据相关联的值或与来 自第一和第二感测或处理通道的数据相关联的值，以检测是否有传感器误差。误差检测模 块214可以执行任何合适的计算，以支持该比较，诸如从第一通道数据和第二通道的数据计 算预期的第三通道数据。举例来说，误差检测模块214可以根据公式5计算预期的第三通道 数据，和比较所计算的预期第三通道数据与来自第三通道数据。第三通道数据可以是从第 三感测通道接收到的数据或基于从第三感测通道接收的数据计算出的值。在一些实施例 中，如果例如预期或确定的第三通道数据和实际的第三通道数据之间的差超过阈值时，误 差检测器模块214可以指示传感器误差。在任何所示实施例中，处理器210可通过例如，电动 助力转向系统的宿主电子控制单元(ECU) (ePAS)系统实现。
[0045]图3示出根据一个实施例本文所描述的误差检测方法的示例实施方式的流程图。 该方法可以用在图2A-2B中所示的处理器210中的一个或多个模块相关的电路元件和/或物 理硬件来执行。但应注意，当适当时，所有或部分的操作302、304和306、308、310、312和314 可以是同时、连续地、周期性、间歇性、多次或迭代执行，并且图3所示的处理300只是根据一 个实施例在此公开的一个示例。
[0046]在操作302,接收来自三个感测通道的三个磁传感器信号。如以上结合图2A-2B讨 论，来自三个感测通道的信号可以使用各自的放大器204a、204b和204c，各自的取样电路 206a、206b和206c，过滤器220和接口 222处理。接收到的磁传感器信号可以是数字信号。在 操作302中获得的每个三个磁传感器信号可以对应于感测元件102a、102b和102c的各自输 出，按照上面的描述相对彼此定向。
[0047]在操作304,可以至少部分基于在操作302接收的两个或三个信号确定半径和角度 值。在一些实施例中，角度的（例如，ANGLEmac)可以根据以上讨论的等式1来确定，和半径值 (例如，VRAD)可以按照上面讨论的等式2根据来自第一和第二通道(例如，102a、102b)的传感 器信号来确定。在其他实施例中，可以基于在操作302接收的三个信号中的两个来确定其他 类型的两个独立值，用于检测传感器误差。
[0048]在操作306,可确定第三传感器信号的期望值。在一些实施例中，当例如第三感测 元件定向到相对于第一感测元件的约22.5°，和第二感测元件在约45°被定向为第一感测元 件，可以根据上面所讨论的等式5来确定第三传感器信号的期望值。在这个例子中，在操作 304中的半径和角度值(这是至少部分基于在操作302接收的三个信号中的两个)可用于确 定预期的第三传感器信号值(例如，V QUT_CH3)。
[0049]在操作308,从操作306的第三传感器信号的预期值与在操作302中接收的第三通 道信号相比较，如上结合操作302所讨论，所述第三通道信号可以是处理的数字信号，因为 类似的信号处理可用于从其确定预期的第三通道信号的第一和第二通道信号。
[0050]在操作310,处理器210可确定是否预期和接收的第三通道信号差高于阈值。在一 些实施例中，合适阈值可设置在特定值或值的范围，并且在其他实施例中，合适的阈值可以 在百分比值来设置。在一些实施例中，阈值可以是预定义和/或基于本文所公开的所述规格 和系统的其他要求进行调整。在一些实施例中，附加的计算可以被执行以确定不同类型的 误差，诸如在给定温度与预期V RAD值的偏差。如果确定预期与实际第三传感器信号的差值低 于阈值，则过程300继续至操作312,如果该差值高于阈值，或者如果确定有其他误差，则过 程300继续操作314。
[0051 ] 在操作312,过程300可以继续使用在操作304确定的角度，用于进一步操作。确认 该角感测对于必要规格是准确的，实现在此本公开的方面的系统(例如，图1A的系统100)可 以用如上述确定的角度继续操作。例如，该角度可以在汽车ePAS应用或在机动车辆的其他 动力转向应用中。
[0052] 在操作中314,处理器210(图2A-2B)可以指示在角度测量中存在误差。误差可以通 过设置误差标志指示。在一些实施例中，处理器210可以被配置以响应于检测到角传感器误 差而执行附加指令，诸如补救过程或紧急程序。可替代地或另外，处理器210可以将数据发 送到其他模块和/或其他物理设备，以指示误差。
[0053]本公开内容的各方面可以在各种电子设备中实现。电子设备的示例可以包括(但 不限于)消费电子产品、消费者电子产品的部分、电子测试设备、车载电子系统等。电子设备 的示例可以包括(但不限于)计算设备、通信设备、电子家用电器、汽车电子系统等。此外，电 子设备可包括未完成的产品。
[0054]除非上下文清楚地要求，否则遍及说明书和权利要求中，词语"包括"、"正包括"、 "包含"、"正包含"等是在包容性意义来解释，而不是排他性或穷尽感;也就是说，在"包括但 不限于"的意义上。此外，在本申请中使用时，单词"在此"、"以上"、"以下"，以及类似含义的 词语应指本应用作为整体，而不是本申请的任何特定部分。如果上下文允许，在使用单数或 复数的某些实施例的上述详细说明也可分别包括复数或单数。如果上下文允许，在提及两 个或多个项目的列表中的单词"或"旨在覆盖所有单词的以下解释:列表中的任何项目、列 表中的所有项目，和在列表中项目的任何组合。
[0055]此外，本文所用的条件性语言，诸如，在其他中，除非特别说明，"可以"、"可能"、 "可"、"或许"、"例"、"例如"、"诸如"等，或否则所使用的上下文中理解，一般旨在传达某些 实施例包括，而其它实施例不包括某些特征、元件和/或状态。因此，这样的条件语言一般不 旨在暗示特征、元件和/或状态以任何方式是一个或多个实施例所需的，或一个或多个实施 例一定包括逻辑用于判定这些特征、元件和/或状态包括或在任何特定实施例中执行，有或 没有作者输入或提示。
[0056]前面的描述和权利要求书可以指元件或特征为被"连接"或"耦合"在一起。如本文 中所使用的，除非明确声明，否则，"连接"的意思是一个元件/特征直接或间接地连接到另 一个元件/特征，并且不一定是机械连接。同样地，除非明确声明，否则"耦合"意指一个元 件/特征直接或间接地联接到另一个元件/特征，并且不一定是机械连接。因此，尽管在图中 所示的各种原理图描绘元件和部件的示例布置，附加的居间元件、设备、特征或组件可以存 在于实际的实施例中（假设所描绘的电路的功能性没有被不利影响）。
[0057] 如本文所使用的，术语"确定"涵盖各种各样的操作。例如，"确定"可以包括运算、 计算、处理、推导、调查、查找（例如，在表、数据库或另一数据结构中查找）、探知等。此外， "确定"可包括接收(例如，接收信息）、访问（例如，访问存储器中的数据)等。此外，"确定"可 包括解析、选择、选取、建立等。此外，如本文所用的，"通道宽度"也可包括可以被称为某些 方面的带宽。
[0058] 上文描述的方法的各种操作可以通过能够执行操作的任何合适的装置执行，诸如 各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块。通常，图中所示的任何操作可以由相应的能够执 行的操作的功能装置来执行。
[0059] 各种说明性逻辑块，模块，以及结合本公开内容描述的电路可以由通用处理器、数 字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场专用集成电路可编程门阵列信号(FPGA)或 其它可编程逻辑器件(PLD)，分立的门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文描 述的功能的任意组合实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可 以是任何市售的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现为计算设备的组 合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核心，或任何其 它此类配置的组合。
[0060] 本文所公开的该方法包括一个或多个操作或用于实现所述方法的动作。该方法步 骤和/或动作可彼此互换而不会脱离权利要求的范围。换言之，除非操作或动作的特定顺序 被指定的顺序和/或使用特定的操作和/或动作在不脱离权利要求的范围的情况下可以进 行修改。
[0061] 应该理解，实施方式并不限于以上所示的精确配置和组件。可以对上文描述的方 法和装置的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变化，而不脱离实施方式的范围。
[0062] 尽管本发明已经在某些实施例中描述，其他实施例对于本领域的普通技术人员是 显而易见的，包括不提供本文所阐述的所有特征和优点的实施例，也在本发明的范围之内。 此外，上述的各种实施例可被组合以提供进一步的实施方式。此外，在一个实施例的上下文 中所示的某些特征可以被并入其它实施例。
【主权项】
1. 一种用于检测传感器误差的装置，该装置包括： 包括第一磁性传感元件的第一感测通道； 包括第二磁性传感元件的第二感测通道，在相对于第一感测元件的第一角度定向所述 第二感测元件； 包括第三磁性传感元件的第三感测通道，在相对于第一感测元件的第二角度定向第三 感测元件，所述第二角度不同于所述第一角度;和 处理器，用于： 接收来自第一感测通道的第一传感器数据、来自所述第二感测通道的第二传感器数 据、以及来自第三感测通道的第三传感器数据； 从第一传感器数据和所述第二传感器数据计算预期的第三传感器数据;和 至少部分地基于预期的第三传感器数据与所述第三传感器数据的比较，检测传感器误 差。2. 如权利要求1所述的装置，其中，所述处理器进一步配置为： 至少部分地基于第一传感器数据和第二传感器数据，确定磁性角和传感器输出半径； 和 至少部分地基于磁性角和传感器输出半径，计算预期的第三传感器数据。3. 如权利要求2所述的装置，其中，所述处理器被配置为使用反正切函数计算磁性角。4. 如权利要求1所述的装置，其中，第一、第二和第三磁性传感元件的每个包括磁阻传 感器。5. 如权利要求1所述的装置，其中，所述第二角度大约是第一角度的一半。6. 如权利要求1所述的装置，其中，每个第一、第二和第三传感通道进一步包括放大器 和米样电路。7. 如权利要求1所述的装置，其中，第一、第二和第三传感通道实施在单个管芯中。8. 如权利要求1所述的装置，其中，第一、第二和第三磁感测元件被并置。9. 如权利要求1所述的装置，其中，第一、第二和第三磁性传感元件的每个被配置成提 供差分输出。10. 如权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置成响应于满足阈值的检测误差提 供误差标志。11. 如权利要求1所述的装置，其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件以及所述第 三传感通道的第三感测元件的每一个包括全桥。12. -种电子助力转向系统，包括权利要求1的装置。13. -种用于检测传感器误差的方法，该方法包括： 接收来自第一感测通道的第一传感器数据、来自第二感测通道的第二传感器数据，和 与第三感测通道相关联的第三传感器数据； 至少部分地基于对第一传感器数据和所述第二传感器数据，确定角度和半径； 至少部分地基于该角度和半径，计算预期的第三传感器数据;和 至少部分地基于预期的第三传感器数据与所述第三传感器数据的比较，检测传感器误 差， 其中，所述第一感测通道包括第一磁性传感元件， 其中，第二感测通道包括第二磁性传感元件，第二感测元件定向在相对于面向第一感 测元件的第一角度， 其中，第三感测通道包括第三磁性传感元件，第三感测元件定向在相对于第一感测元 件的第二角度，所述第二角度不同于所述第一角度。14. 如权利要求13所述的方法，其中，确定所述角包括计算使用反正切函数的角度的方 法。15. 如权利要求13所述的方法，进一步包括，提供响应于满足阈值的检测到的误差的误 J-T J ΙΛ 1、O16. 如权利要求13所述的方法，其中，每个所述第一、第二和第三磁性传感元件包括各 向异性磁电阻(AMR)传感器。17. 如权利要求13所述的方法，其中，所述第二角度大约是第一角度的一半。18. -种用于检测传感器误差的装置，该装置包括： 包括第一磁性传感元件的第一感测通道； 包括第二磁性传感元件的第二感测通道； 第三感测通道;和 处理器，经配置以： 接收来自第一感测通道的第一传感器数据、来自所述第二感测通道的第二传感器数 据、以及来自第三感测通道的第三传感器数据； 至少部分地基于第一传感器数据和所述第二传感器数据，确定角度和半径； 至少部分地基于该角度和半径，计算预期的第三传感器数据;和 至少部分地基于预期的第三传感器数据与所述第三传感器数据的比较，检测传感器误 差。19. 如权利要求18所述的装置，其中，所述第三感测通道包括第三磁性感测元件。20. 如权利要求19所述的装置，其中，所述第一感测元件、所述第二感测元件以及所述 第三传感元件的每一个包括全桥各向异性磁电阻(AMR)传感器。
【文档编号】G01B7/30GK105910528SQ201610093438
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月19日
【发明人】G·P·考斯格拉芙, D·G·奥科菲
【申请人】亚德诺半导体集团