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CN105910637B - 检测传感器误差 - Google Patents

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CN105910637B
CN105910637B CN201610091583.2A CN201610091583A CN105910637B CN 105910637 B CN105910637 B CN 105910637B CN 201610091583 A CN201610091583 A CN 201610091583A CN 105910637 B CN105910637 B CN 105910637B
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Abstract

本发明涉及检测传感器误差。本文公开具有附加通道的传感器错误检测。第一和第二磁性检测元件可以布置在相对于彼此的角度。在一些实施例中，第一和第二磁性传感元件可以是磁致电阻传感元件，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和第二感测的元件第一和第二通道的传感器数据。第三通道可以接收来自第一感测元件的信号和来自第二传感元件的信号，可以获得第三通道的传感器数据。预期第三通道数据可被测定并比较于所获得的第三通道数据，以指示错误。

Description

检测传感器误差
技术领域
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62/118963的权益，和它的内容通过引用并入整体。
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
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
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。
一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通道，第一通道配置成提供第一通道数据；包括第二磁性传感元件的第二通道，第二通道配置成提供第二通道数据；第三通道被配置成接收来自所述第一感测元件的第一信号和来自所述第二感测元件的第二信号，所述第三通道经配置以提供第三通道数据；和处理器。所述处理器经配置以：接收来自第一通道的第一通道数据、来自第二通道的第二通道数据，以及第三通道数据；从所述第一通道数据和所述第二通道数据，计算预期的第三通道数据；和至少部分地基于预期的第三通道数据与所述第三通道数据的比较，检测传感器误差。
每个第一和第二感测元件可以是磁致电阻传感器。例如，第一和第二感测元件可以是各向异性磁阻(AMR)传感器、巨型磁阻(GMR)传感器或隧道磁阻(TMR)传感器。所述处理器可进一步经配置以至少部分地基于对所述第一传感器数据和所述第二传感器的数据确定角度以及半径，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，并通过比较预期的第三传感器数据和第三传感器数据而检测传感器误差。第一感测元件可包括第一全桥，和第二感测元件可以包括第二全桥，以及所述第一信号是从第一全桥的输出和所述第二信号是从第二全桥的输出。第三信号是从第一全桥的半桥和第二全桥的半桥的输出。所述第一感测通道可以被配置为处理所述第一全桥的两个半桥输出，和所述第二感测通道被配置为处理所述第二全桥的两个半桥输出。
第一、第二和第三感测通道的每个还可以包括放大器和采样电路。第一和第二感测通道可实施在单个管芯中。第一和第二感测元件可并置。第一和第二元件的每一个都可以被配置为提供差分输出。该装置可以被配置为响应于满足阈值的检测错误而提供错误标志。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。
另一实施例是一种用于检测传感器误差的方法，该方法包括：接收来自第一通道的第一传感器的数据和来自第二通道的第二传感器数据；至少部分地基于所述第一传感器数据和所述第二传感器数据，确定角度以及半径；至少部分地基于所述角度和半径，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第三传感器数据的比较，检测传感器误差。所述第一通道包括第一磁性传感元件。所述第二通道包括第二磁性传感元件，第二磁性传感元件定向到相对于第一感测元件的第一角度。所述第三通道被配置成接收来自所述第一磁性传感元件的第一信号和来自所述第二磁性传感元件的第二信号。
用于检测传感器误差的方法还可以包括确定所述角度，其可以包括使用反正切函数计算角度。该方法可以进一步包括响应于满足阈值的检测错误而提供错误标志。第一和第二感测元件的每个可以是各向异性磁阻(AMR)传感器。第一角度可以是约45度。
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：包括具有两个半桥输出的第一全桥的第一磁性传感元件，包括具有两个半桥输出的第二全桥的第二磁性传感元件，三个差分放大器，并与三个差分放大器通信的处理器。三个差分放大器中的每一个被配置成从所述第一磁性检测元件和第二磁敏元件的半桥接收两个信号，并且其中每个差分放大器都被配置为接收所述半桥信号的不同组合。所述处理器被配置为：接收与三个差分放大器的输出中的两个相关联的数据；基于所接收的数据，计算与三个差分放大器的第三输出相关联的预期数据；至少部分地基于与第三差分放大器的输出相关联的预期数据和与第三差分放大器的输出相关联的数据的比较，检测传感器误差。当它们是AMR传感器时，第一磁性传感元件和所述第二磁性检测元件可以定向在大约彼此45度。当它们是GMR传感器或TMR传感器时，第一磁性传感元件和所述第二磁性检测元件可以取向在彼此大约90度。
另一实施例是一种用于检测传感器误差的装置，该装置包括：包含第一磁性传感元件的第一通道，所述第一磁性传感元件包括具有两个半桥输出的第一全桥；包含第二磁性传感元件的第二通道，所述第二磁性传感元件包括具有两个半桥输出的第二全桥；第三通道配置成接收来自所述第一全桥的半桥输出之一的第一信号和来自第二全桥的半桥输出之一的第二信号；和处理器。所述处理器经配置以：接收来自所述第一通道的第一通道数据，来自所述第二通道的第二通道数据，以及来自第三通道的第三通道数据。所述处理器进一步经配置以：从第一通道数据，第二通道数据，以及第三通道数据中的两个计算第一值，并从第一通道数据，第二通道数据以及第三通道数据的另外两个计算第二值；和至少部分地基于所述第一值与所述第二值的比较，检测传感器误差。
附图说明
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。
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。
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。
图1C是根据另一个实施例的图1A的感测电路102的示例性实施方式的图
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。
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。
图2C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。
图2D是根据一个实施例的示例传感电路配置的图。
图2E是根据一个实施例的另一示例传感电路配置的图。
图3A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。
图3B是根据另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
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。
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。
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。
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ANGLEMAG的磁性角可以计算为：
(等式1)
以及传感器输出半径VRAD可定义为：
(等式2)
其中，VSIN和VCOS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。每个桥输出可以具有对于磁角的正弦响应，并在具有约45度的相对彼此取向的第一和第二传感元件的实施例中，两个桥输出可以通过下面的等式来表示：
VSIN＝VRAD×sin(2×ANGLEMAG×π/180) (等式3)
VCOS＝VRAD×sin(2×(ANGLEMAG+45°)×π/180) (等式4)
其中，VSIN和VCOS是两个通道的全桥输出。
当两个感测通道数据(VSIN和VCOS)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。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。
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，诸如各向异性磁阻(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)传感器的磁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的传感器误差的挑战。
在其他实施例中，从差正弦和/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。
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(ECU)通信。所述磁式角度传感器可在汽车电动助力转向(ePAS)系统中实现。这种系统具有根据符合ISO-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ePAS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。
如本文中所描述的“电气角”可以理解为从反正切(VSIN/VCOS)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(ANGLEMAG/N)，其中N是极对数。
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102包括具有两个全桥(或四个半桥)以及四个半桥输出V1,V2,V3,和V4的传感元件的半桥的系统。半桥系统的多个半桥(或被配对半桥的全桥)可以定向相对彼此的角度，并配置为敏感于不同方向上的磁场。在图1B中，全桥相对于彼此以45°角定向。在相对于另一感测元件的角度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被定向向。如下面进一步描述的，半桥输出的多个组合可用于确定旋转角度和/或传感器半径和检测传感器误差。在半桥系统的各个实施方式中，一个或多个半桥输出的组合可以是相互依赖的，以及多个非相互依赖的半桥组合可以被选择。在其他实施例中，半桥的系统可以包括比图1B中所示实施例更多或更少的半桥。
在图1B所示的例子中，可处理各全桥元件为两个半桥。在图1B中，在桥中的各电阻器已被标记。在以下的说明中，电阻R1～R4构成的全桥将被称为桥1，以及电阻器R5～R8组成的全桥将被称为桥2。桥中的每个电阻响应于磁角，如下所示：
桥1:Rx＝R±ΔR·sin(2α)
桥2:Rx＝R±ΔR·sin(2(α+45))
其中，α是磁刺激角，其例如可以关联于图1A的旋转角度108，R可以代表在桥中的每个电阻器的标称电阻值。半桥的系统可以如下面的表所示被命名为：
半桥名称 电阻器
HB1 R1,R3
HB2 R2,R4
HB3 R5,R7
HB4 R6,R8
表格1:半桥命名规定
如果传感器作为两个全桥处理，至少两件有用信息是可用的，即(V2-V1)and(V4-V3)。
如果传感器作为一组半桥处理，我们有六块可用信息，总结在下面的表2中。
表格2:半桥组合电压命名规定
在提供半桥的输出V1至V4的节点的电压可以由下式所示：
(等式5)
(等式6)
(等式7)
(等式8)
在等式5至8中，VREF可以表示施加到所述感测元件的参考电压，和R可以代表在桥中的每个电阻器的标称电阻值。
在图1B所示的电路中，当传感器被视为两个全桥时，VB1和VB2应该是相同的。
VB1可以计算为在等式9和10示出：
(等式9)
(等式10)
VB2可以计算为在等式11和12示出：
(等式11)
(等式12)
可从半桥的额外信息可以是如下所示的，和VB3可以计算为示出在等式13和14：
(等式13)
(等式14)
为了简化VB3的表达，下面的三角同一性可以使用：
(等式15)
因此，VB3可以进一步计算为示出在方程16、17和18：
(等式16)
(等式17)
(等式18)
VB4可以计算为示出在方程19和20：
(等式19)
(等式20)
为了简化VB4的表达，下面的三角同一性可以使用：
(等式21)
因此，VB4可以进一步计算为示出在方程22，23，和24：
(等式22)
(等式23)
(等式24)
VB5可以计算为示出在方程25和26：
(等式25)
(等式26)
为了简化VB5的表达，下面的三角同一性可以使用：
(等式27)
因此，VB5可以进一步计算为示出在方程28、29和30：
(等式28)
(等式29)
(等式30)
VB6可以计算为示出在等式31和32：
(等式31)
(等式32)
为了简化VB6中的表达，可以用下面的三角恒等式：
(等式33)
因此，VB6可以进一步计算为示出在方程34、35和36：
(等式34)
(等式35)
(等式36)
在上述所有的计算，半径可以计算如下：
(Equation 37)
仍参照图1B，有从半桥使用多余信息片的多种方法。一种方法是使用额外的信息来验证主通道数据。当使用此方法时，角度和半径可以从VB1和VB2计算。一个或多个VB3-VB6的预期值可以基于从VB1和VB2确定的角度和半径来计算。辅助模拟通道(它可以包括多条路径、单个复用路径，或者从不同全桥的半桥接收输出的单一路径)可然后用来确定VB3-VB6，和每个测量的输出可以与预期的值进行比较。可以从VB3-VB6的等式观察：这些值可以从传感器数据计算这些值的两个，然后从传感器数据计算的这两个值导出其它两个值被确定，因为VB4是VB3的加性逆，和VB6是VB5的加性逆。
图1C部分示出图1A的感测电路102的另一示例性实现的图。例如，具有多于五个半桥作为其检测元件的半桥式系统可以被配置，以确定哪些半桥有缺陷或产生误差。在图1C中，具有XMR感测元件的感测电路具有三个全桥(六个半桥)，它们各自定向以彼此的角度。在这个例子中，三个全桥定向以到另一个120°的物理角度。在其他实施例中，可以包括在不同相对取向角度的不同数量的感测元件(即，全/半桥)(例如，22.5°、45°、90°)。在一些实施例中，电阻器与电阻匹配接近和/或交错可以是有益的。
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包括感测元件102a和102b，其可以是上面结合图1A-1C描述的感测电路102的一部分、多路复用器202，和执行本文所述各种功能的处理器210。示出的电路200a中还包括差分放大器204a、204b和204c，采样电路206a、206b和206c，过滤器220和接口222。通道可包括放大器、采样电路和/或任何其他电路以处理从感测电路102到处理器210的信号路径中的信号。在一些实施例中，第一通道可以包括感测元件102a、放大器204a、采样电路206a、滤波器220的至少一部分，以及接口222的至少一部分。第二通道可包括传感元件102b和放大器204b和采样电路206b，过滤器220的至少一部分，和接口222的至少一部分。第三通道可以包括多路复用器202、放大器204c、采样电路206c、过滤器的至少一部分220，并且如在图2A中所示的接口222的至少一部分。第三通道可以替代地不使用复用器202实现，如图2C所示。虽然在图2A-2C中未示出，如本文所述从感测元件102a和102b的信号可是直接从传感元件102a和102b的信号或由感测元件102a和102b之后的一个或多个中间电路元件的方式，诸如图2E所示的一个或多个预处理或所示中间电路。
采样电路206a、206b和206c可各自例如包括模数转换器(ADC)，诸如Σ-Δ模数转换器。应当指出，图2A-2C不示出作为感测元件的感测元件102a和102b(例如，102a和102b；在其他实施例中三个或更多的感应元件)取向在相对于彼此的角度的物理方位，例如，如以上结合图1B-1C说明。多路复用器202从感测元件102a、102b(即，第一和第二全桥)接收四个半桥输出。多路复用器202可以选择不同于发送到放大器204a的组合和不同于发送到放大器204b的组合的半桥输出的一个组合。在另一个实施例中，多路复用器202可接收至少四个半桥输出的三个，并选择不同于发送到放大器204a的组合并也不同于发送到放大器204b的组合的那些输出的组合。根据又一实施例，放大器204c的差分输入之一可接收半桥输出，和放大器204c的另一差动输入可以电连接到经布置为选择两个或更多个半桥输出之一的多路复用器，以提供到放大器204c的另一差分输入。多路复用器202可以是可选的，因为图2C如下描述示出没有复用器202的实施例。图2A-2C可以进一步包括模拟电路元件以减少由处理器210的计算，例如，如下面图2E进一步说明。
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可以将与来自第三通道的数据相关联的值与第一和第二通道相关数据进行比较，以检测是否有传感器误差，所述第三通道包括放大器204c和采样电路206c，所述第一和第二通道分别包括放大器204a和采样电路206a以及放大器204b和采样电路206b。误差检测模块214可以执行任何合适的计算，以支持该比较。举例来说，误差检测模块214可以从不同于用于计算角度和半径的预期半桥值(例如，VB3-VB6)的组合中的一个计算第三通道数据的预期值。例如基于VB3-VB6中的两个的预期通道数据可根据等式18、24、30和/或37使用由测量计算模块212确定的角度和半径值计算。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。
图2C是根据一个实施例的另一示例性实施方式的框图。示出的电路200c并不使用复用器202(图2A-2B)来实现。在图2C中，差分放大器204c接收来自感测元件102a(即，第一全桥)的其第一输入和来自感测元件102b(即，第二全桥)的第二输入。在其它实施例中，差分放大器204c可以接收来自感测元件102b(即，第二全桥)的第一输入和来自感测元件102a(即，第一全桥)的第二输入端。在本实施例中，角度和半径可以从放大器204a和204b的输出进行计算，并基于该角度和半径值，可以确定与放大器204c相关联的预期数据，其与放大器204c相关联的实际数据进行比较。因为本实施例不包括复用器，它可例如有利地节省功率。
图2D是示出双桥计算的框图。角度可被确定为angle＝arctan2(S-C'C'-S·其中图2D的两个全桥102a、102b每个包括两个半桥。S是由经配置以接收两个半桥输出的差分放大器252提供的信号，和C*是由被配置为接收两个半桥输出的另一差分放大器250提供的信号，其中至少一个不同于由另一放大器接收的半桥输出。由图2D所示的电路确定的角度可以比较于从半桥输出的不同组合计算的角度。例如，半桥输出的其它组合可以对应于提供给图2A-2C的放大器204a和204b的信号。当两个计算角之间的差满足阈值时，错误标记可被设置以指示传感器误差。如图2D和2E所示，在一些实施例中，第一和第二通道的全桥值(例如，VSIN和VCOS)的测定，并依次，角度和半径值的判定可以使用一个或多个中间模拟电路实现。例如，图2D中的差分放大器250和252可输出中间值S和C*，然后可以通过以下的电路元件接收，例如在图2E中所示的那些，以输出Sin(VSIN)和Cos(VCOS)信号。
在另一个实施例中，利用图2D所示的微分放大器250和252计算的角度和半径可用于计算与第三感测通道相关联的预期值，所述第三感测通道接收来自传感元件102a和102b的两个半桥输出的不同组合。例如，期望值可以与表2的电压中的一个的处理版本相关联的值中的一个。然后预期值可以相比于由第三传感通道产生的值。
图2E示出被配置为处理半桥输出的电路。该电路可以结合在此所讨论半桥关联的原理和优点连接来实现，用于计算角度和/或半径的目的。图2E示出用于校正可以减少耗时计算的相移的模拟电路。在一些实施例中，可以由处理器210来执行的至少一些计算可通过在图2E中所示的模拟电路来进行，以输出Sin(VSIN)和Cos(VCOS)信号。有利的以实施由类似于图2E中所公开的模拟电路来进行的至少一些计算，其可以例如节省计算时间。
图3A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-2C中所示的处理器的电路元件和一个或多个模块和/或结合图2D-2E所示的电路来执行。
在操作302，从两个磁传感器元件的四个半桥输出中的两个组合的计算两个输出信号。例如，在操作302中计算出的两个输出信号可以对应于从第一和第二通道的输出。在操作304，角度和半径可以基于来自操作302的两个输出信号来确定。在操作306，可以基于在操作304确定的角度和半径来确定预期第三输出信号。在操作305中，与第三通道相关联的第三输出信号或数据可以被确定或获得。在操作308，预期输出和第三通道的确定或获得输出可以比较，以例如计算预期的和确定的值之间的差。在操作310，可确定的第三通道的预期和测定的输出之间的差是否大于阈值。如果差大于阈值，可在操作314来指示误差，如果差不大于阈值，则过程300可以进行到操作312以使用计算出的角度。
在一些实施例中，图3A的操作可以通过在图2A-2E中所示的电路的各种元件来执行。例如，操作304可以通过在图2B和2C的测量计算模块212来执行，和操作306、308和310可以例如由在图2B和2C的错误检测模块214执行。
图3B示出根据一个实施例的本文所述的错误检测方法的另一示例流程图。该方法可使用图2A-2C中所示的处理器的一个或多个模块与模拟电路元件和/或结合图2D-2E所示的电路执行。
在操作中352，可从四半桥磁传感器元件输出的两个的不同组合确定两个不同的输出信号。在操作354中，可以分别基于从操作352的两个输出信号确定两个磁场角度。在操作356，两个独立确定磁场的角度可以比较，例如以计算两个磁场角度之间的差。在操作358，可确定两个磁场角之间的差是否高于阈值。如果差大于阈值，可在操作362来指示误差，如果差不大于阈值，则过程350可进行到操作360以使用计算出的角度中的一个。
在一些实施例中，图3B的操作可以通过在图2A-2E中所示的电路的各种元件来执行。例如，操作352和354可以通过图2B和2C的测量计算模块212来执行，和操作356和358可以例如由图2B和2C的错误检测模块214执行。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

Claims (20)

1.一种用于检测传感器误差的装置，该装置包括：
包括第一磁性感测元件的第一通道，第一通道配置成提供第一通道数据；
包括第二磁性感测元件的第二通道，第二通道配置成提供第二通道数据；
第三通道被配置成接收来自所述第一磁性感测元件的第一信号和来自所述第二磁性感测元件的第二信号，所述第三通道经配置以提供第三通道数据；和
处理器，用于：
接收来自第一通道的第一通道数据、来自第二通道的第二通道数据，以及第三通道数据；
从所述第一通道数据和所述第二通道数据，计算预期的第三通道数据；和
至少部分地基于预期的第三通道数据与所述第三通道数据的比较，检测传感器误差。
2.如权利要求1所述的装置，其中：
第二磁性感测元件定向在相对于所述第一磁性感测元件的第一非零角度，以及
第三通道被配置成接收来自所述第一磁性感测元件的第一信号和来自所述第二磁性感测元件的第二信号。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述处理器被进一步配置为：
至少部分地基于第一通道数据和第二通道数据，确定角度和半径；和
至少部分地基于该角度和半径，计算预期的第三通道数据。
4.如权利要求2所述的装置，其中，第一和第二磁性感测元件的每个包括磁阻传感器。
5.如权利要求2所述的装置，其中，所述第一非零角度为大约45度。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一、第二和第三通道的每个进一步包括放大器和采样电路。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一磁性感测元件包括第一全桥，并且第二磁性感测元件包括第二全桥，以及其中，所述第一信号是从第一全桥的半桥的输出，和第二信号是从第二全桥的半桥的输出。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述第一磁性感测元件包括第一全桥，和第二磁性感测元件包括第二全桥，以及其中，所述第一通道被配置成处理所述第一全桥的两个半桥输出，以及第二通道被配置为处理所述第二全桥的两个半桥输出。
9.如权利要求1所述的装置，其中，第一和第二磁性感测元件并置。
10.如权利要求1所述的装置，其中，第一和第二磁性感测元件的每个被配置成提供差分输出。
11.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错误而提供错误标志。
12.一种电子助力转向系统，包括权利要求1所述的装置。
13.一种用于检测传感器误差的方法，该方法包括：
接收来自第一通道的第一通道数据和来自第二通道的第二通道数据；
至少部分地基于所述第一通道数据和所述第二通道数据，确定角度以及半径；
至少部分地基于所述角度和半径，计算预期的第三通道数据；和
至少部分地基于预期的第三通道数据与第三通道数据的比较，检测传感器误差，
其中，所述第一通道包括第一磁性感测元件，
其中，所述第二通道包括第二磁性感测元件，第二磁性感测元件定向到相对于第一磁性感测元件的第一角度，
其中，第三通道被配置成接收来自所述第一磁性感测元件的第一信号和来自所述第二磁性感测元件的第二信号。
14.如权利要求13所述的方法，其中，确定所述角度包括使用反正切函数计算角度。
15.如权利要求13所述的方法，进一步包括：响应于满足阈值的检测错误，提供错误标志。
16.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一和第二磁性感测元件的每个包括各向异性磁阻(AMR)传感器。
17.如权利要求13所述的方法，其中，所述第一角度为大约45度。
18.一种用于检测传感器误差的装置，该装置包括：
包含第一磁性感测元件的第一通道，所述第一磁性感测元件包括具有两个半桥输出的第一全桥；
包含第二磁性感测元件的第二通道，所述第二磁性感测元件包括具有两个半桥输出的第二全桥；
第三通道配置成接收来自所述第一全桥的半桥输出之一的第一信号和来自第二全桥的半桥输出之一的第二信号；和
处理器，用于：
接收来自所述第一通道的第一通道数据，来自所述第二通道的第二通道数据，以及来自第三通道的第三通道数据；
从第一通道数据，第二通道的数据，以及第三通道数据中的两个计算第一值，并从第一通道数据，第二通道的数据以及第三通道数据的另外两个计算第二值；和
至少部分地基于所述第一值与所述第二值的比较，检测传感器误差。
19.如权利要求18所述的装置，进一步包括差分放大器，其中每个差分放大器都被配置为接收来自所述第一全桥的信号以及来自第二全桥的信号，并且其中每个差分放大器都被配置为接收来自第一和第二全桥的信号的不同组合，其中，所述处理器与所述差分放大器通信，并且其中所述第一通道数据、第二通道数据以及第三通道数据与所述差分放大器的输出相关。
20.如权利要求18所述的装置，其中第一值是第一磁性角，和所述第二值是第二磁性角。
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