特許 7579430 磁気ターンカウンタエラーを検出するためのシステム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-29

(45)【発行日】2024-11-07

(54)【発明の名称】磁気ターンカウンタエラーを検出するためのシステム及び方法

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/244 20060101AFI20241030BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20241030BHJP

   B62D 1/02 20060101ALI20241030BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20241030BHJP

【ＦＩ】

G01D5/244 K

B62D5/04

B62D1/02

B62D6/00

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2023509805

(86)(22)【出願日】2021-07-26

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-07

(86)【国際出願番号】 EP2021070799

(87)【国際公開番号】W WO2022033850

(87)【国際公開日】2022-02-17

【審査請求日】2023-02-10

(31)【優先権主張番号】16/991,731

(32)【優先日】2020-08-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519383544

【氏名又は名称】アナログ・ディヴァイシス・インターナショナル・アンリミテッド・カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ギャヴィン・パトリック・コスグローヴ

(72)【発明者】

【氏名】ジェレミー・リチャード・ゴーボルド

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１２２２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２１５３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１３０３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】「車載向けに低消費電力を実現した高機能マイコン「V850E2/Fx4-L」を発売」，[online]，日本，ルネサスエレクトロニクス株式会社，2012年02月14日，[2023年12月8日検索]，インターネット＜URL：https://www.renesas.com/jp/ja/about/press-room/renesas-electronics-introduces-new-v850-microcontroller-mcu-series-very-low-power-consumption-and＞

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／００ ～ ５／２５２

Ｂ６２Ｄ ５／００ ～ ５／３２

Ｂ６２Ｄ １／０２

Ｂ６２Ｄ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁界ターンセンサシステムであって、
磁界角センサと、
前記磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、
前記磁界角センサからの前記出力を処理し、かつ前記出力に基づいて四分円測定値を出力するように構成されたターンカウント経路と、
プロセッサと、
を備え、前記プロセッサは、
前記ターンカウント経路からの前記四分円測定値を受信し、
前記四分円測定値が四分円間の遷移を示すと決定し、
前記四分円測定値が前記四分円間の遷移を示しているとした場合に推定される、予想される遷移角を決定し、
前記信号処理経路からの前記角度測定値を受信し、
前記角度測定値が閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定し、かつ
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定することに応答して、異常を示すように構成されており、
前記予想される遷移角を記憶するように構成されたメモリを更に備え、
前記プロセッサは、
前記角度測定値の複数の履歴値を前記メモリに記憶し、かつ
前記角度測定値の前記履歴値に基づいて、前記予想される遷移角を決定するように更に構成されている、磁界ターンセンサシステム。

【請求項2】

前記磁界角センサは、第１の磁界角センサを含み、前記信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、前記角度測定値は、第１の角度測定値を含み、前記システムは、
第２の磁界角センサと、
前記第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路と、を更に備え、
前記プロセッサは、
前記第２の信号処理経路からの前記第２の角度測定値を受信し、
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、閾値角度よりも大きい、と決定し、かつ
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、前記閾値角度よりも大きい、と決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記プロセッサは、
前記角度測定値が前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定し、かつ
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定することに応答して、前記異常を示すことを控えるように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

前記予想される遷移角を決定することは、前記予想される遷移角を前記メモリから取り出すことを更に含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記プロセッサは、
前記四分円間の遷移に対して、前記四分円間の遷移に対応する前記角度測定値の前記履歴値を平均し、かつ
前記履歴値の前記平均を、前記四分円間の遷移に対応する前記予想される遷移角として設定するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記プロセッサは、
低電力モードから起動することに応答して、前記角度測定値に対応する四分円を前記四分円測定値と比較し、
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致していないと決定し、かつ
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致していないと決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記プロセッサは、
前記角度測定値が、閾値を超えて前記四分円測定値に対応する予想される角度範囲から逸脱していると決定し、かつ
前記角度測定値が前記閾値を超えて前記予想される角度範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

車両を制御するように構成されたモータ制御システムであって、
前記車両のステアリングホイールに接続されたシャフトと、
磁界ターンセンサシステムであって、磁界角センサと、前記磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、前記磁界角センサからの前記出力を処理し、かつ前記出力に基づいて四分円測定値を出力するように構成されたターンカウント経路と、プロセッサと、を備え、前記プロセッサは、
前記ターンカウント経路からの前記四分円測定値を受信し、
前記四分円測定値が四分円間の遷移を示すと決定し、
前記四分円測定値が前記四分円間の遷移を示しているとした場合に推定される、予想される遷移角を決定し、
前記信号処理経路からの前記角度測定値を受信し、
前記角度測定値が閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定し、かつ
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定することに応答して、異常を示すように構成されている、磁界ターンセンサシステムと、を備え、
前記予想される遷移角を記憶するように構成されたメモリを更に備え、
前記プロセッサは、
前記角度測定値の複数の履歴値を前記メモリに記憶し、かつ
前記角度測定値の前記履歴値に基づいて、前記予想される遷移角を決定するように更に構成されている、モータ制御システム。

【請求項9】

前記磁界角センサは、第１の磁界角センサを含み、前記信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、前記角度測定値は、第１の角度測定値を含み、前記システムは、
第２の磁界角センサと、
前記第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路と、を更に備え、
前記プロセッサは、
前記第２の信号処理経路からの前記第２の角度測定値を受信し、
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、閾値角度よりも大きい、と決定し、かつ
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、前記閾値角度よりも大きい、と決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記プロセッサは、
前記角度測定値が前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定し、かつ
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定することに応答して、前記異常を示すことを控えるように更に構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記予想される遷移角を決定することは、前記メモリから前記予想される遷移角を取り出すことを更に含む、請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

前記プロセッサは、
前記四分円間の遷移に対して、前記四分円間の遷移に対応する前記角度測定値の前記履歴値を平均し、かつ
前記履歴値の前記平均を、前記四分円間の遷移に対応する前記予想される遷移角として設定するように更に構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項13】

前記プロセッサは、
低電力モードから起動することに応答して、前記角度測定値に対応する四分円を前記四分円測定値と比較し、
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致していないと決定し、かつ
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致していないと決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項14】

前記プロセッサは、
前記角度測定値が、閾値を超えて前記四分円測定値に対応する予想される角度範囲から逸脱していると決定し、かつ
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される角度範囲から逸脱していると決定することに応答して、前記異常を示すように更に構成されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項15】

磁界ターンセンサシステムにおけるエラーを検出するための方法であって、
前記磁界ターンセンサシステムのターンカウント経路から四分円測定値を受信することであって、前記磁界ターンセンサシステムは、磁界角センサと、前記磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、予想される遷移角を記憶するように構成されたメモリと、を備え、前記ターンカウント経路は、前記磁界角センサからの前記出力を処理し、かつ前記出力に基づいて前記四分円測定値を出力するように構成されている、受信することと、
前記四分円測定値が四分円間の遷移を示すと決定することと、
前記四分円測定値が前記四分円間の遷移を示しているとした場合に推定される、前記予想される遷移角を決定することと、
前記信号処理経路からの前記角度測定値を受信することと、
前記角度測定値が、閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定することと、
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していると決定することに応答して、異常を示すことと、を含み、
前記角度測定値の複数の履歴値を前記メモリに記憶することと、
前記角度測定値の前記履歴値に基づいて、前記予想される遷移角を決定することと、を更に含む、方法。

【請求項16】

前記磁界角センサは、第１の磁界角センサを含み、前記信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、前記角度測定値は、第１の角度測定値を含み、前記磁界ターンセンサシステムは、第２の磁界角センサと、前記第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ前記出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路と、を更に備え、前記方法は、
前記第２の信号処理経路からの前記第２の角度測定値を受信することと、
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、閾値角度よりも大きい、と決定することと、
前記第１の角度測定値が、前記第２の角度測定値と異なっており、その差異が、前記閾値角度よりも大きい、と決定することに応答して、前記異常を示すことと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定することと、
前記角度測定値が、前記閾値を超えて前記予想される遷移角から逸脱していないと決定することに応答して、前記異常を示すことを控えることと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

低電力モードから起動することに応答して、前記角度測定値に対応する四分円を前記四分円測定値と比較することと、
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致してないと決定することと、
前記角度測定値に対応する前記四分円が前記四分円測定値と一致していないと決定することに応答して、前記異常を示すことと、を更に含む、請求項１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、電子システムに関し、より詳細には、磁気ターンカウンタ感知素子を通してセンサエラーを検出するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気センサは、自動車ステアリングシステムを含む様々な用途において、シャフトなどの機械構成要素の線形又は円形の位置又は角度の情報を取得するために実装することができる。磁気角センサに使用される磁気感知素子は、例えば、温度変化による感度レベルの変化及び非線形性エラーに悩まされることが多く、磁気センサのセンサエラー検出機構を実装することが望ましい。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

記載の技術の方法及びデバイスは各々、いくつかの態様を有し、そのうちの単一の態様が単独でその望ましい属性を担うものはない。

【0004】

一態様では、磁界ターンセンサシステムが提供され、磁界ターンセンサシステムは、磁界角センサと、磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、磁界角センサからの出力を処理し、かつ出力に基づいて四分円測定値を出力するように構成されたターンカウント経路と、プロセッサと、を備え、プロセッサは、ターンカウント経路からの四分円測定値を受信し、四分円測定値が四分円間の遷移を示すと判定し、四分円測定値が四分円間の遷移を示す予想される遷移角を取得し、信号処理経路からの角度測定値を受信し、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定し、かつ角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定することに応答して、異常を示すように構成されている。

【0005】

磁界角センサは、第１の磁界角センサを含むことができ、信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、角度測定値は、第１の角度測定値を含み、本システムは、第２の磁界角センサと、第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路と、を更に備え、プロセッサは、第２の信号処理経路からの第２の角度測定値を受信し、第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定し、かつ第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定することに応答して、異常を示すように更に構成されている。

【0006】

プロセッサは、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定し、かつ角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定することに応答して、異常を示すことを控えるように更に構成することができる。

【0007】

本システムは、予想される遷移角を記憶するように構成されたメモリを更に備えることができ、予想される遷移角を取得することは、予想される遷移角をメモリから取り出すことを更に含む。

【0008】

プロセッサは、角度測定値の複数の履歴値をメモリに記憶し、かつ角度測定値の履歴値に基づいて、予想される遷移角を判定するように更に構成することができる。

【0009】

プロセッサは、四分円間の遷移に対して、四分円間の遷移に対応する角度測定値の履歴値を平均し、かつ履歴値の平均を、四分円間の遷移に対応する予想される遷移角として設定するように更に構成することができる。

【0010】

プロセッサは、低電力モードからの起動に応答して、角度測定値に対応する四分円を四分円測定値と比較し、角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定し、かつ角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定することに応答して、異常を示すように更に構成することができる。

【0011】

プロセッサは、角度測定値が、閾値を超えて四分円測定値に対応する予想される角度範囲から逸脱していると判定し、角度測定値が、閾値を超えて予想される角度範囲から逸脱していると判定することに応答して、異常を示すように更に構成することができる。

【0012】

別の態様では、車両を制御するように構成されたモータ制御システムが提供され、モータ制御システムは、車両のステアリングホイールに接続されたシャフトと、磁界ターンセンサシステムであって、磁界角センサと、磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、磁界角センサからの出力を処理し、かつ出力に基づいて四分円測定値を出力するように構成されたターンカウント経路と、プロセッサと、を備え、プロセッサは、ターンカウント経路からの四分円測定値を受信し、四分円測定値が四分円間の遷移を示すと判定し、四分円測定値が四分円間の遷移を示す予想される遷移角を取得し、信号処理経路からの角度測定値を受信し、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定し、かつ角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定することに応答して、異常を示すように構成されている、磁界ターンセンサシステムと、を備える。

【0013】

磁界角センサは、第１の磁界角センサを含むことができ、信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、角度測定値は、第１の角度測定値を含み、本システムは、第２の磁界角センサと、第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路と、を更に備え、プロセッサは、第２の信号処理経路からの第２の角度測定値を受信し、第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定し、かつ第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定することに応答して、異常を示すように更に構成されている。

【0014】

プロセッサは、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定し、かつ角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定することに応答して、異常を示すことを控えるように更に構成することができる。

【0015】

本システムは、予想される遷移角を記憶するように構成されたメモリを更に備えることができ、予想される遷移角を取得することは、予想される遷移角をメモリから取り出すことを更に含む。

【0016】

プロセッサは、角度測定値の複数の履歴値をメモリに記憶し、かつ角度測定値の履歴値に基づいて、予想される遷移角を判定するように更に構成することができる。

【0017】

プロセッサは、四分円間の遷移に対して、四分円間の遷移に対応する角度測定値の履歴値を平均し、かつ履歴値の平均を、四分円間の遷移に対応する予想される遷移角として設定するように更に構成することができる。

【0018】

プロセッサは、低電力モードから起動することに応答して、角度測定値に対応する四分円を四分円測定値と比較し、角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定し、かつ角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定することに応答して、異常を示すように更に構成することができる。

【0019】

プロセッサは、角度測定値が、閾値を超えて四分円測定値に対応する予想される角度範囲から逸脱していると判定し、かつ角度測定値が、閾値を超えて予想される角度範囲から逸脱していると判定することに応答して、異常を示すように更に構成することができる。

【0020】

更に別の態様では、磁界ターンセンサシステムにおけるエラーを検出するための方法が提供され、本方法は、磁界ターンセンサシステムのターンカウント経路から四分円測定値を受信することであって、磁界ターンセンサシステムは、磁界角センサと、磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて角度測定値を生成するように構成された信号処理経路と、を備え、ターンカウント経路は、磁界角センサからの出力を処理し、かつ出力に基づいて四分円測定値を出力するように構成されている、受信することと、四分円測定値が四分円間の遷移を示すと判定することと、四分円測定値が四分円間の遷移を示す予想される遷移角を取得することと、信号処理経路から角度測定値を受信することと、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定することと、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定することに応答して、異常を示すことと、を含む。

【0021】

磁界角センサは、第１の磁界角センサを含むことができ、信号処理経路は、第１の信号処理経路を含み、角度測定値は、第１の角度測定値を含み、磁界ターンセンサシステムは、第２の磁界角センサと、第２の磁界角センサからの出力を受信し、かつ出力に基づいて第２の角度測定値を生成するように構成された第２の信号処理経路とを更に備え、本方法は、第２の信号処理経路からの第２の角度測定値を受信することと、第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定することと、第１の角度測定値が、閾値角度よりも大きく第２の角度測定値と異なると判定することに応答して、異常を示すことと、を更に含む。

【0022】

本方法は、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定することと、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していないと判定することに応答して、異常を示すことを控えることと、を更に含むことができる。

【0023】

本方法は、低電力モードから起動することに応答して、角度測定値に対応する四分円を四分円測定値と比較することと、角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定することと、角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致していないと判定することに応答して、異常を示すことと、を更に含むことができる。

【0024】

本明細書におけるこれらの図面及び関連する記載は、本発明の特定の実施形態を例示するために提供され、限定することを意図するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1A】ある特定の実施形態による、エラー検出システムの例示的な実装形態の概略図である。

【図1B】ある特定の実施形態による、エラー検出システムの例示的な実装形態の概略図である。

【図2A】一実施形態による、第１のセンサの例示的な実装形態の図を示す。

【図2B】本開示の態様による、シャフトの角度が現在位置する四分円を判定するために使用することができる複数の比較器の構成を例示するブロック図である。

【図2C】本開示の態様による、第１の比較器及び第２の比較器に供給される、正弦ブリッジ及び余弦ブリッジからの第１の出力及び第２の出力の実施例を例示する。

【図2D】本開示の態様による、第１の比較器及び第２の比較器に供給される、正弦ブリッジ及び余弦ブリッジからの第１の出力及び第２の出力の実施例を例示する。

【図3】本開示の態様による、ターンカウントにおけるエラーを検出するように構成された磁界ターンセンサシステムの例示的な実装形態のブロック図である。

【図4】本開示の態様による、第２のセンサにおけるエラーを検出するための方法の例示的な実装形態のフローチャートである。

【図5】本開示の態様による、比較器におけるエラーを検出するための方法の例示的な実装形態のフローチャートである。

【図6】本開示の態様による、比較器１２６におけるエラーを検出するための方法６００の例示的な実装形態のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

新規なシステム、装置、及び方法の様々な態様が、添付の図面を参照して以下により十分に記載される。しかしながら、この開示の態様は、多くの異なる形式で具現化され得、本開示を通して提示される任意の特定の構造又は機能に限定されるものと解釈されるべきではない。むしろ、これらの態様は、本開示が徹底的かつ完全であり、本開示の範囲を当業者に完全に伝えるように提供される。本明細書の教示に基づいて、当技術分野の当業者には、本開示の範囲が、任意の他の態様とは独立して実装されるか又は任意の他の態様と組み合わせて実施されるかにかわらず、本明細書に開示される新規なシステム、装置、及び方法の任意の態様を網羅することを意図していることを諒解されたい。例えば、本明細書に記載の態様の任意の数を使用して、装置が実装され得るか、又は方法が実施され得る。加えて、本範囲は、本明細書に記載の様々な態様に加えて、又はそれらの態様以外に、他の構造を使用して、他の機能を使用して、又は他の構造と機能を使用して実施されるそのような装置又は方法を包含することを意図している。本明細書に開示の任意の態様は、特許請求の範囲の１つ以上の要素によって具現化され得ることを理解されたい。

【0027】

特定の態様が本明細書に記載されているが、これらの態様の多くの変形形態及び置換形態が本開示の範囲内にある。好ましい態様のいくつかの利益及び利点が言及されているが、本開示の範囲は、特定の利益、用途、又は目的に限定されることを意図するものではない。むしろ、本開示の態様は、異なる有線及び無線技術、システム構成、光学ネットワークを含むネットワーク、ハードディスク、及び伝送プロトコルに広く適用可能であることが意図されており、そのうちのいくつかは、実施例として図面及び好ましい態様の以下の記載に例示されている。詳細な記載及び図面は、限定するのではなく、本開示の例示にすぎず、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲及びその同等物によって定義される。

【0028】

この記載では、図面が参照され、図面では、同じ参照番号が同一の又は機能的に類似した要素を示すことがある。図に例示する要素は、必ずしも縮尺通りに描かれていないことを理解されたい。また、ある特定の実施形態は、図面に例示されているよりも多くの要素及び／又は図面に例示されている要素のサブセットを含むことがあることを理解されたい。更に、いくつかの実施形態は、２つ以上の図面からの特徴の任意の好適な組み合わせも組み込むことがある。

【0029】

磁界ターンセンサシステムの概要
図１Ａ及び図１Ｂは、ある特定の実施形態による、エラー検出システムの例示的な実装形態の概略図である。例示する実装形態１００は、シャフト１０６、磁石１０４、磁界ターンセンサシステム又は感知回路１０２、及び回路基板１０８を含む。感知回路１０２の実施形態は、以下の図２～３に関連して更に記載される。磁石１０４は、回転シャフト１０６に取り付けることができる。回転シャフト１０６は、ある特定の実装形態では、自動車のステアリングホイールに関連付けることができる。感知回路１０２は、磁石１０４の位置の変化を感知し、回転シャフト１０６の回転の示唆を提供することができる。図１Ａ及び図１Ｂに例示する感知回路１０２と磁石１０４との位置関係は、例示のためのものである。別の実施形態では、実装形態は、磁石１０４がシャフト１０６の端部に位置する双極子磁石とすることができ、かつ感知回路１０２が磁石１０４の下に位置することができる、シャフト端部構成を使用することができる。位置関係は異なることがある。一実施形態では、感知回路１０２は、２つのセンサ、すなわち、第１のセンサ及び第２のセンサを含むことができる。第２のセンサは、第１のセンサと同じでも異なっていてもよい。例えば、第２のセンサは、堅牢性を確保するために、異なる感知原理及び異なるシグナルチェーン設計を使用することができる。

【0030】

実施形態では、開示の装置及び／又は方法を実装するために、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）センサ、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサ、若しくはトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）センサ、又は任意の他の適切な磁気抵抗（ＸＭＲ）センサなどの磁気センサを使用することができる。いくつかの実施形態では、磁気センサは、磁気抵抗センサ内の自由層の磁化方向に比例する抵抗率の変化を測定することができる。ＡＭＲセンサ及びＴＭＲセンサなどの磁気センサ、並びに磁気センサの感知素子の様々な組み合わせを使用することによって、エラーを検出することができる。

【0031】

ある特定のモータ制御用途では、モータコントローラが電源切断されているときでも、シャフト１０６が回転するターン数をモニタリングすることが有益である。そのようなシステムは、システムの電源がオフにされている間に、シャフト１０６が外力によって移動される可能性がある場合に生じることがある。この課題に対処するために、低電力回路（感知回路１０２の一部として含むことができる）は、モータ制御システムの残りの部分が電源切断されている間にシャフト１０６の回転を連続的にモニタリングするように構成することができる。

【0032】

シャフト１０６の回転又はターン数をモニタリングすることが有益であり得るシステムの実施例は、自動車における電動アシストステアリング（ｅＰＡＳ）システムである。多くのｅＰＡＳシステムでは、シャフト１０６の角度は、システムが正常に動作しているときにモータ制御機能の一部としてモニタリングされる。低電力感知回路１０２を使用して、正常動作中にシャフト１０６のターンの追跡を続けることもできる。

【0033】

モータシャフト１０６が回転したターン数は、ある特定の車両機能にとって重要な変数であり得る。例えば、ステアリングホイールシャフトのターン数測定値におけるエラーは、誤ったステアリング角度の検出する結果をもたらすことがあり、これは、危険な状況を引き起こすことがある。したがって、ターンカウントを正確に測定し、角度測定値におけるあらゆるエラーをモータ制御システムにフラグ付けすることが重要であることがある。低電力ターンカウンタに診断カバレッジを設けることは、典型的な診断技術が追加の電力を消費し得るため、困難である。例えば、低電力回転感知回路１０２は、自動車の電源がオフになっている間にあまりにも多くの電力を消費することが、自動車バッテリを時期尚早に消耗させ得るため、限られた電力消費バジェットを有し得る。これにより、あまりにも多くの追加電力を消費するエラー検出診断を追加することは、感知回路１０２の電力使用量が電力消費バジェットを超える結果となることがある。

【0034】

本開示では、感知回路１０２は、感知回路によって測定された四分円間の遷移角をモニタリングするために、より多くの信号処理経路のうちの１つからの角度測定値を使用することができる。検出回路１０２の構成要素におけるエラーは、測定された遷移角を予想される遷移角と比較することによって検出することができる。例えば、感知回路１０２の構成要素におけるある特定のエラーは、感知回路１０２が四分円間で遷移する特定の角度に影響を及ぼすことになるが、これは、測定された遷移角を所定の予想される遷移角と比較することによって検出することができる。

【0035】

本開示の態様は、例えば、感知回路１０２を含む磁気角度センサに実装することができる。そのような磁気センサとしては、ＡＭＲ感知素子及びＴＭＲ感知素子、シグナルコンディショニングエレクトロニクス及びインターフェースを挙げることができる。実装に応じて、インターフェースは、シリアルペリフェラルインターフェース（ＳＰＩ）、シングルエッジニブル伝送（ＳＥＮＴ）インターフェース、ＰＡＳ４などのペリフェラルアクセラレーションセンサ（ＰＡＳ）インターフェースのうちの１つ以上を含み得る。一用途では、インターフェースは、ホスト電子制御ユニット（ＥＣＵ）との通信のために、車両内でのエアバッグ展開に使用されるリモート加速度計のためのＰＡＳ４インターフェースなどのＰＡＳインターフェースとすることができる。磁気角度センサは、自動車のｅＰＡＳシステムに実装することができる。そのようなシステムは、道路車両の機能安全規格であるＩＳＯ－２６２６２に従って定義された機能安全仕様を有する。本明細書で考察される原理及び利点は、機能的安全仕様を満たすために、感知回路１０２がｅＰＡＳシステムにおいて低電力モードで動作している間に、シャフト１０６（例えば、ステアリングホイールに関連付けられ得る）のターンカウント測定値におけるエラーを検出するために実装することができる。他の実施例では、例示する実装１００は、他の仕様又は規格に準拠する他のシステム、又は低電力ターンカウント用途でエラー検出を必要とするシステムで使用することができる。

【0036】

本明細書に記載のように、磁気センサは、典型的には、２つの完全なブリッジ、例えば、余弦ブリッジ及び正弦ブリッジを含む。余弦ブリッジ及び正弦ブリッジの各々は、電圧、すなわち、ＶＣＯＳ及びＶＳＩＮを出力する。例えば、単一の双極子磁石を使用するＡＭＲセンサでは、「電気角」は、ａｒｃｔａｎ（ＶＳＩＮ／ＶＣＯＳ）から計算される角度として理解することができ、本明細書でＡＮＧＬＥＭＡＧとして表される「磁気角」は、「電気角」を２で除算することによって計算することができる。２つのブリッジが互いに約４５°で回転するＡＭＲの場合、２つのブリッジの出力は、約９０°の相対位相シフトを有する正弦であり、センサの電気応答は、磁気角の２倍である。別の実施例では、ＴＭＲセンサの場合、「電気角」は、「磁気角」と同じとすることができる。更に、「機械角」は、磁石設計に基づいて判定された角度として理解することができ、これは機械－磁気角伝達関数に反映することができる。「機械角」及び「磁気角」は、互いに同じであっても異なっていてもよい。例えば、単一の極対磁石を使用する実施形態では、「機械角」及び「磁気角」は同じである。極リングのなどの多極磁石を使用する実施形態では、「機械角」は、（ＡＮＧＬＥＭＡＧ／Ｎ）として表すことができ、ここで、Ｎは、極対の数である。

【0037】

いくつかの実施形態では、本明細書で開示するシステム及び方法は、双極子磁石又はリング磁石などの１つ以上の磁性要素を含み得る、回転シャフトを有する装置に適用され得る。感知素子による磁界の測定値は、シャフトの回転角を判定するために使用することができる。

【0038】

磁界ターンセンサシステム及びエラー検出技術の実施例
図２Ａは、一実施形態による、第１のセンサ１１０の例示的な実装形態の図を示している。第１のセンサ１１０は、１つ以上のハーフブリッジを備えている。２つ以上のハーフブリッジを含むセンサ１１０は、１つ以上のフルブリッジとして構成することができる。図２Ａに例示する例示的な第１のセンサ１１０は、４つのハーフブリッジのシステムとして構成された８つの感知素子Ｒ１～Ｒ８を含む。図２Ａに例示するように、第１のセンサ１１０は、出力Ｖ１を有する第１のハーフブリッジを形成する感知素子Ｒ１及びＲ３と、第２の出力Ｖ２を有する第２のハーフブリッジを形成する感知素子Ｒ２及びＲ４と、出力Ｖ３を有する第３のハーフブリッジを形成する感知素子Ｒ５及びＲ７と、出力Ｖ４を有する第４のハーフブリッジを形成する感知素子Ｒ６及びＲ８とを含む。

【0039】

ハーフブリッジシステムの複数のハーフブリッジ（又は対になったハーフブリッジであるフルブリッジ）は、互いに対してある角度で配向され、異なる方向の磁界に敏感であるように構成することができる。図２Ａでは、感知素子Ｒ１～Ｒ４を含むフルブリッジと、感知素子Ｒ５～Ｒ８を含むフルブリッジとは、互いに対して角度αで配向される。図示の実施形態では、α＝約４５°である。実施形態では、二対のハーフブリッジ（フルブリッジである）の各々は、個々のチャネル、すなわち、第１のチャネル及び第２のチャネルを形成することができ、それらのチャネルの各々は、第１のセンサとインターフェースとの間の経路である。ここで、一方のフルブリッジは、余弦ブリッジに対応することができ、他方のブリッジは、正弦ブリッジに対応することができる。例えば、余弦ブリッジは、感知素子Ｒ１～Ｒ４を含むことができ、正弦ブリッジは、感知素子Ｒ５～Ｒ８を含むことができ、ここで、Ｖ２～Ｖ１＝ＶＣＯＳ及びＶ４～Ｖ３＝ＶＳＩＮである。正弦ブリッジ及び余弦ブリッジのうちの一方のブリッジは、第１のセンサ１１０からインターフェースまでの第１の経路である、第１のチャネルに含めることができる。正弦ブリッジ及び余弦ブリッジのうちの他方のブリッジは、第１のセンサ１１０からインターフェースまでの第２の経路である、第２のチャネルに含めることができる。第１の経路は、第２の経路とは異なる。他の実施形態では、ハーフブリッジのシステムは、図２Ａに例示する実施形態よりも多く又は少ないハーフブリッジを含み得る。

【0040】

図２Ｂは、本開示の態様による、シャフト１０６の角度が現在位置する四分円を判定するために使用することができる複数の比較器１２６の構成を示すブロック図である。例えば、この構成は、正弦フルブリッジ２０３ａ及び余弦フルブリッジ２０３ｂを例示し、これらは、図２Ａに例示するフルブリッジに類似し得る。正弦ブリッジ２０３ａは、正の出力２０７Ｐ及び負の出力２０７Ｍを生成するように構成され、余弦ブリッジ２０３ｂは、正の出力２０５Ｐ及び負の出力２０５Ｍを生成するようにも構成されている。正弦ブリッジ２０３ａ及び余弦ブリッジ２０３ｂからの出力２０５Ｐ、２０５Ｍ、２０７Ｐ、及び２０７Ｍは、シャフト１０６の現在の配向に応じて変化することになる。より詳細には、余弦ブリッジ２０３ｂからの正の出力２０５Ｐ及び負の出力２０５Ｍは、第１の比較器１２６ａに提供される一方、正弦ブリッジ２０３ａからの正の出力２０７Ｐ及び負の出力２０７Ｍは、第２の比較器１２６ｂに提供される。

【0041】

図２Ｃ及び図２Ｄは、本開示の態様による、第１の比較器１２６ａ及び第２の比較器１２６ｂに供給される、正弦ブリッジ２０３ａ及び余弦ブリッジ２０３ｂからの出力２０５Ｐ、２０５Ｍ、２０７Ｐ、及び２０７Ｍの実施例を例示している。図２Ｃに示すように、出力２０５Ｐ、２０５Ｍ、２０７Ｐ、及び２０７Ｍの各々は、シャフト１０６が３６０°回転するにつれて変化する。余弦ブリッジ２０３ｂからの正の出力及び負の出力２０５Ｐ及び２０５Ｍを例にとると、シャフト１０６が１８０°だけ離れた２つの点で回転すると、出力２０５Ｐ及び２０５Ｍが交差する。正弦ブリッジ２０３ａからの正の出力２０７Ｐ及び負の出力２０７Ｍはまた、１８０°だけ分離された２つの点で互いに交差し、２つの点は、余弦ブリッジ２０３ｂからの出力２０５Ｐ及び２０５Ｍから９０°だけオフセットされている。図２Ｂ及び図２Ｄを参照すると、第１の比較器１２６ａは、余弦ブリッジ２０３ａからの出力２０５Ｐ及び２０５Ｍの値を比較して、第１のデジタル出力２０９（信号表現及びデジタル表現の両方で例示されている）を生成し、第２の比較器１２６ｂは、正弦ブリッジ２０３ｂからの出力２０７Ｐの値と２０７Ｍの値とを比較して、第２のデジタル出力２１１（これも信号表現及びデジタル表現で示されている）を提供する。プロセッサは、第１のデジタル出力２０９及び第２のデジタル出力２１１を使用して、シャフトの角度が現在どの四分円に位置しているかを識別することができる。

【0042】

図３は、本開示の態様による、ターンカウントにおけるエラーを検出するように構成された磁界ターンセンサシステム１０２の例示的な実装形態のブロック図である。特に、磁界ターンセンサシステム１０２は、第１の信号処理経路１１１と、第２の信号処理経路１１３と、ターンカウント経路１１５と、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３及びターンカウント経路１１５の各々に接続された処理ユニット１１７と、メモリ１１９とを含む。第１の信号処理経路１１１は、第１のセンサ１１０、増幅器１１２、アナログ－デジタル変換（ＡＤＣ）１１４、及び角度計算器１１６を含む。第２の信号処理経路１１３は、第２のセンサ１１８、増幅器１２０、ＡＤＣ１２２、及び角度計算器１２４を含む。ある特定の実施形態では、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３の構成要素は、実質的に同一であり得る。加えて、いくつかの実装形態では、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３の各々は、一対の増幅器１１２及び１２０と、一対のＡＤＣ１１４及び１２２とを含み得る。ターンカウント経路１１５は、１つ以上の比較器１２６及び四分円計算器１２８を含む。図３に示すように、比較器１２６は、第２の信号処理経路１１３の第２のセンサ１１８からの出力を受信するように構成されている。しかしながら、他の実施形態では、比較器１２６は、第１のセンサ１１０からか、又は第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１８の両方からの出力を受信するように構成され得る。

【0043】

メモリ１１９は、ターンカウント経路１１５が四分円間で遷移することになる、予想される遷移角を記憶するように構成することができる。いくつかの実施形態では、メモリ１１９はまた、ターンカウント経路１１５が四分円間で遷移する角度の履歴値を記憶するように構成することができる。予想される遷移角は、比較器１２６におけるエラーを検出するために使用することができ、本明細書で詳細に記載されている。

【0044】

プロセッサ１１７は、第１の処理経路１１１及び第２の処理経路１１３の各々からの角度測定値を受信し、ターンカウント経路１１５からの四分円測定値を受信するように構成されている。プロセッサ１１７は、第１の処理経路１１１及び第２の処理経路１１３から受信した角度測定値に基づいて、シャフト１０６の角度を判定することができる。プロセッサ１１７はまた、ターンカウント経路１１５からの四分円測定値を経時的に追跡することによって、ターンカウント（例えば、「ゼロ」ターン位置として定義され得るニュートラル位置に対してシャフト１０６が回転されたターン数）を判定することができる。

【0045】

磁界ターンセンサシステム１０２においてエラーが発生し得るいくつかの潜在的な場所がある。具体的には、プロセッサ１１７によって判定されたターンカウントに最終的に影響を及ぼし得るエラーは、第２のセンサ１１８、比較器１２６、及び／又は四分円計算器１２８において発生するエラーを含む。そのため、プロセッサ１１７がターンカウントにおける潜在的なエラーをモータ制御システムにフラグ付けするために、本開示の態様は、上記のエラーソースの各々を検出するために使用することができるシステム及び技術に関する。

【0046】

第２のセンサ１１８における潜在的なエラー及び／又は四分円計算器１２８におけるある特定のエラーを検出するために、プロセッサ１１７は、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３の冗長性を活用するように構成することができる。例えば、磁界ターンセンサシステム１０２がエラーなしで動作している場合、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３の各々によって提供される角度測定値は、同じ又はほぼ同じであるべきである。これにより、第２のセンサ１１８においてエラー（例えば、オフセット）が発生した場合、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３によって提供される角度測定値はずれが生じることになる。例えば、オフセットは、実際の角度に関係なく、測定された角度と実際の角度との間の固定された差を指し得る。いくつかの状況では、ハーフブリッジ出力２０５Ｐ、２０５Ｍ、２０７Ｐ、及び２０７Ｍのうちの１つにおける電圧オフセットは、ブリッジの差動電圧出力を変化させ、角度エラーを引き起こすことがある。オフセットはまた、ブリッジ素子Ｒ１～Ｒ８のうちの１つ以上における欠陥によって引き起こされ得る。

【0047】

発生することがある別の例示的なエラーは、実際の角度と測定された角度との間の差を指し得る利得エラーであり、これは実際の角度とともに直線的に増加し得る。いくつかの場合では、利得エラーは、ブリッジ経路のうちの１つに影響を与え得、その結果、余弦ブリッジ出力２０５Ｐ及び２０５Ｍ、並びに正弦ブリッジ出力２０７Ｐ及び２０７Ｍは、異なる振幅を有するか、又はブリッジ出力における開放を引き起こす欠陥を有し、それにより、回転方向が変化したように見えることがある。発生することがある更に別の例示的なエラーは、実際の角度と非線形に変化する測定された角度と実際の角度との差である非線形性である。更に別の例示的なエラーは、１つ以上のブリッジ信号処理経路１１１及び１１３の較正を制御するタイミングエラーを含み、それにより、較正が誤って適用されることがある。

【0048】

図４は、本開示の態様による、第２のセンサ１１８におけるエラーを検出するための方法４００の例示的な実装形態のフローチャートである。方法４００は、磁界ターンセンサシステム１０２のプロセッサ１１７によって実行され得る。しかしながら、他の実施形態では、方法４００のある特定のブロックは、代わりに、例えば、回路基板１０８上に位置し得る他の構成要素によって実行され得る。ターンカウント経路１１５が第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１８の各々から出力を受信するいくつかの実施形態では、方法４００は、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１８の両方におけるエラーを検出するように修正され得る。

【0049】

方法４００は、ブロック４０１において開始する。ブロック４０２において、プロセッサ１１７は、第１の信号処理経路１１１からの第１の角度測定値を受信し、かつ第２の信号処理経路１１３からの第２の角度測定値を受信する。ブロック４０４において、プロセッサ１１７は、第１の角度測定値と第２の角度測定値とを互いに比較する。ブロック４０６において、プロセッサ１１７は、第１の角度測定値と第２の角度測定値との差が閾値を超えるかどうかを判定する。

【0050】

第１の角度測定値と第２の角度測定値との差が閾値を超えていることに応答して、方法４００は、ブロック４０８に進み、ブロック４０８において、プロセッサは、角度測定値における可能な異常を示す。すなわち、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３によって判定されたシャフト１０６の角度の個々の測定値が閾値を超えて異なる場合、プロセッサ１１７は、この矛盾に、第１のセンサ１１０及び第２のセンサ１１８のうちの１つにエラーがあることを潜在的に示すものとしてフラグ付けすることができる。自動車の電源がオンになると、モータ制御システムは、磁界ターンセンサシステム１０２のプロセッサ１１７から異常を受信し、ターンカウントセンサにおける潜在的なエラーを軽減するための１つ以上のアクションをとることができる。

【0051】

第１の角度測定値と第２の角度測定値との差が閾値未満であることに応答して、方法４００はブロック４１０に進み、ブロック４１０において方法４００は終了する。いくつかの実装形態では、ブロック４１０で終了した後に方法４００がブロック４０１に戻るようにループで実行され得、その結果、新しい一組の角度測定値を比較することができる。

【0052】

第２のセンサ１１８における潜在的なエラーを検出することに加えて、磁界ターンセンサシステム１０２は、シャフト１０６が四分円間で遷移する角度が予想される遷移角から逸脱しているかどうかを検出することによって、比較器１２６における潜在的なエラーを検出するように構成することができる。特に、磁界ターンセンサシステム１０２においてエラーがない場合、シャフト１０６が回転するにつれて、ターンカウント経路１１５によって判定される特定の四分円測定値は、既知の反復可能な角度（例えば、予想される遷移角）で現在の四分円から隣接する四分円に遷移する。しかしながら、比較器１２６においてエラーがある場合、ターンカウント経路１１５が四分円間の遷移を検出する特定の角度は、予想される遷移角から逸脱することになる。これにより、四分円間の遷移が発生する角度と予想される遷移角との間のずれを検出することによって、磁界ターンセンサシステム１０２は、比較器１２６のうちの１つ以上にエラーがあると判定することができる。

【0053】

ターンカウント経路１１５から出力された四分円測定値は、モータ制御システム（例えば、自動車を制御するために使用される）が電源オフにされている間、シャフト１０６のターンカウントを判定するために、プロセッサ１１７で使用することができる。モータ制御システムの安全性のために、システムは、システムの電源がオンにされると、磁界ターンセンサシステム１０２によって提供されるターンカウントに依拠することができるように、システムの電源がオフになっている間、シャフト１０６の回転を追跡することが重要である。例えば、モータ制御システムの電源がオフされている間に、車両のステアリングホイールに接続されたシャフト１０６が３６０°回転された場合、この回転を知ることなく、モータ制御システムによって命令されたステアリング角度は、シャフト１０６の未検出の回転に起因して、ステアリングホイールの意図された位置から逸脱する。

【0054】

いくつかの実施形態では、磁界ターンセンサシステム１０２が起動時に機能していると判定するために、プロセッサ１１７は、四分円計算器１２８から受信したターンカウント四分円を、角度計算器１１６及び１２４から受信した角度に対応する四分円と比較して、２つの四分円が一致することを保証することができる。例えば、ターン四分円計算器１２８が四分円３（又は八分円が出力される場合は八部円３ａ）を報告し、角度計算器１１６及び１２４が四分円３（又は八部円３ａ）内にある角度を報告する場合、プロセッサ１１７は、異常を生成しないことになる。対照的に、角度計算器１１６及び１２４が、四分円３（又は八分円３ａ）内に収まらない角度を報告する場合、プロセッサ１７は、異常を生成し、これは、四分円計算器１２８内の異常として解釈され得る。

【0055】

図５は、本開示の態様による、比較器１２６におけるエラーを検出するための方法５００の例示的な実装形態のフローチャートである。方法５００は、磁界ターンセンサシステム１０２のプロセッサ１１７によって実行され得る。しかしながら、他の実施形態では、方法５００のある特定のブロックは、代わりに、例えば、回路基板１０８上に位置し得る他の構成要素によって実行され得る。

【0056】

方法５００は、ブロック５０１において開始する。ブロック５０２において、プロセッサ１１７は、ターンカウント経路１１５からの四分円測定値を受信する。実施形態に応じて、磁界ターンセンサシステム１０２は、単一の信号処理経路１１３、又は第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３を含むことができる。ターンカウント経路１１５は、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３のうちの少なくとも１つの磁界角センサからの出力を受信するように構成されている。

【0057】

ブロック５０４において、プロセッサ１１７は、四分円測定値が四分円間の遷移を示すと判定する。例えば、いくつかの実施形態では、プロセッサ１１７は、四分円測定値が、以前に受信した四分円測定値に対して異なる四分円を示すと判定し、これにより、シャフト１０６が四分円間で遷移したと判定することができる。上記のように、四分円計算器１２８は、比較器１２６から受信した第１のデジタル出力２０９及び第２のデジタル出力２１１に基づいて、四分円測定値をプロセッサ１１７に出力することができる。

【0058】

ブロック５０６において、プロセッサ１１７は、四分円測定値が四分円間の遷移を示す、予想される遷移角を取得する。いくつかの実装形態では、プロセッサ１１７は、メモリ１１９から予想される遷移角を取得することができる。例えば、メモリ１１９は、磁界ターンセンサシステム１０２の特性に基づいてメモリ１１９内に予めプログラムされ得る予想される遷移角を記憶することができる。いくつかの実施形態では、予想される遷移角は、デジタル論理にハードコードすることができる。ある特定の実装形態では、プロセッサ１１７は、シャフト１０６が回転するときに、四分円遷移角の履歴値をメモリ１１９に記憶し得る。例えば、プロセッサ１１７は、ターンカウント経路１１５が四分円間の遷移を示すときに、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３から受信した角度測定値を履歴遷移角としてメモリ１１９内に記憶し得る。プロセッサ１１７は、予想される遷移角を判定するために、記憶された履歴遷移角を使用することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１７は、対応する予想される遷移角を判定するために、四分円間の所与の遷移の履歴遷移角を平均し得る。有利には、四分円遷移角の履歴値を記憶することにより、経時的なシステム内のドリフトを調整することを可能にすることができる。しかしながら、本開示の態様は、履歴遷移角の平均を使用することに限定されず、プロセッサ１１７は、他の技術（例えば、平均値を判定する）を使用して予想される遷移角を判定することができる。

【0059】

ブロック５０８において、プロセッサ１１７は、信号処理経路から（例えば、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３のうちの少なくとも一方から）角度測定値を受信する。ブロック５１０において、プロセッサ１１７は、角度測定値が閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定するが、閾値は、ある特定の実施形態では、メモリ１１９に記憶され得る。例えば、プロセッサ１１７は、角度測定値を予想される遷移角と比較し、角度測定値と予想される遷移角との間の差が閾値を超えるかどうかを判定することができる。その差が閾値未満である場合、プロセッサ１１７は、比較器１２６においてエラーは発生していないと判定し、ブロック５０１に戻ることができる。しかしながら、差が閾値を超える場合、プロセッサ１１７は、ブロック５１０に進むことができる。

【0060】

ブロック５１２において、プロセッサ１１７は、角度測定値が、閾値を超えて予想される遷移角から逸脱していると判定することに応答して、異常を示す。プロセッサ１１７は、異常の示唆をモータ制御システムに提供することができ、モータ制御システムは、今度は、車両の電源がオンにされたときにターンカウントセンサにおける潜在的なエラーを軽減するための１つ以上のアクションをとることができる。方法５００は、ブロック５１４において終了する。

【0061】

図６は、本開示の態様による、比較器１２６におけるエラーを検出するための方法６００の例示的な実装形態のフローチャートである。方法６００は、磁界ターンセンサシステム１０２のプロセッサ１１７によって実行され得る。しかしながら、他の実施形態では、方法６００のある特定のブロックは、代わりに、例えば、回路基板１０８上に位置し得る他の構成要素によって実行され得る。方法６００は、図５に示す方法５００とは別個のプロセスとして例示しているが、いくつかの実装形態では、方法５００及び６００は、比較器１２６又は磁界ターンセンサシステム１０２の他の部分におけるエラーを検出するために、並列に実行することができる。

【0062】

方法６００は、ブロック６０１において開始する。ブロック６０２において、磁界ターンセンサシステム１０２は、低電力モードから起動する。ブロック６０４において、プロセッサ１１７は、信号処理経路から（例えば、第１の信号処理経路１１１及び第２の信号処理経路１１３のうちの少なくとも一方から）の角度測定値に対応する四分円を、ターンカウント経路１１５から受信した四分円測定値と比較する。ブロック６０６において、ブロック６０４における比較から四分円が一致する場合、方法６００は、ブロック６０８に続く。そうではなく、ブロック６０４における比較から四分円が一致しない場合、本方法は、ブロック６１４に続く。

【0063】

例えば、ターン四分円計算器１２８が四分円３（又は八分円が出力される場合は八分円３ａ）を報告し、角度計算器１１６及び１２４が四分円３（又は八分円３ａ）内にある角度を報告する場合、プロセッサ１１７は、異常を生成しないことになる。対照的に、角度計算器１１６及び１２４が、四分円３（又は八分円３ａ）内に収まらない角度を報告する場合、プロセッサ１１７は、異常を生成し、これは、四分円計算器１２８内の異常として解釈され得る。

【0064】

ブロック６０８において、プロセッサ１１７は、角度測定値及び四分円測定値の更新された値を受信した。ブロック６１０において、プロセッサは、角度測定値を、四分円測定値に対応する予想される角度範囲と比較する。ブロック６１２において、角度測定値が予想される角度範囲の閾値に一致するか、又は閾値内にある場合、方法６００は、ブロック６０８に戻ることになる。そうではなく、角度測定値が、閾値を超える予想される角度範囲と異なる（例えば、角度測定値が、閾値角度を超えて予想される角度範囲から離れている）場合、本方法は、ブロック６１４に続くことになる。

【0065】

ブロック６１４において、プロセッサ１１７は、角度測定値が、四分円測定値に対応する予想される角度範囲から逸脱していると判定することに応答して、異常を示す。プロセッサ１１７は、異常の示唆をモータ制御システムに提供することができ、モータ制御システムは、今度は、車両の電源がオンにされたときにターンカウントセンサにおける潜在的なエラーを軽減するための１つ以上のアクションをとることができる。有利には、角度測定値に対応する四分円が四分円測定値と一致するかどうかを検出することによって、方法６００は、四分円測定が、ある特定の値で「スタックされた」エラーを検出することができる。方法６００は、ブロック６１６において終了する。

【0066】

結論
本開示の態様は、様々な電子デバイスにおいて実装することができる。電子デバイスの実施例としては、家電製品、家電製品の部品、電子試験装置、車両電子システムなどが挙げられるが、これらに限定されない。電子デバイスの実施例としては、コンピューティングデバイス、通信デバイス、電子家庭用電化製品、自動車電子システムなどが挙げられるが、これらに限定されない。更に、電子デバイスには、未完成の製品を含むことができる。

【0067】

文脈上明らかに限り別様に解すべき場合を除き、記載及び特許請求の範囲を通して、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「備えること（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「含むこと（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」などの用語は、排他的又は網羅的な意味ではなく、包括的な意味で、すなわち、「含むが、それに限定されない」という意味で解釈されるべきである。加えて、「本明細書で」、「上で（ａｂｏｖｅ）」、「下で（ｂｅｌｏｗ）」という語、及び同様の意味の用語は、本出願で使用される場合、本出願の任意の特定の部分を指すものではなく、本出願全体を指すものとする。文脈が許す場合、単数形又は複数形を使用した上記のある特定の実施形態の詳細な説明における用語はまた、それぞれ複数形又は単数形も含み得る。文脈が許す場合、２つ以上の項目のリストを参照する「又は（ｏｒ）」という用語は、用語の以下の解釈を全て、すなわち、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目の全て、及びリスト内の項目の任意の組み合わせ、を網羅することが意図される。

【0068】

更に、とりわけ、「できる（ｃａｎ）」、「できた（ｃｏｕｌｄ）」、「あり得る（ｍｉｇｈｔ）」、「あり得る（ｍａｙ）」、「例えば（ｅ．ｇ．）」、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「などの（ｓｕｃｈ ａｓ）」などの、本明細書で使用される条件付きの言葉は、特に明記しない限り、又は使用される文脈内で別様に理解されない限り、ある特定の実施形態を、ある特定の特徴、要素、及び／又は状態を含むが、他の実施形態は含まないことを伝えることが一般に意図される。これにより、そのような条件付き言語は、一般に、特徴、要素及び／又は状態が１つ以上の実施形態に任意の形で必要とされること、又は１つ以上の実施形態が、作者の入力若しくはプロンプトの有無にかかわらず、これらの特徴、要素及び／又は状態が任意の特定の実施形態に含まれるか、又は実行されるべきであるかを判定するための論理を必然的に含むことを暗示することは意図されていない。

【0069】

前述の記載及び特許請求の範囲は、一緒に「接続された」又は「結合された」要素又は特徴に言及され得る。本明細書で使用される場合、特に明記しない限り、「接続された」とは、１つの要素／特徴が別の要素／特徴に直接的又は間接的に接続されていることを意味し、必ずしも機械的に接続されている必要はない。同様に、特に明記しない限り、「結合された」とは、１つの要素／特徴が別の要素／特徴に直接的又は間接的に結合されていることを意味し、必ずしも機械的に結合されている必要はない。これにより、図に示される様々な概略図は、要素及び構成要素の例示的な配置を示しているが、追加の介在要素、デバイス、特徴、又は構成要素が実際の実施形態に存在し得る（図示される回路の機能性が悪影響を受けないと仮定する）。

【0070】

本明細書で使用される場合、「判定すること」という用語は、多種多様なアクションを包含する。例えば、「判定すること」は、計算すること、演算すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること（例えば、テーブル、データベース、又は別のデータ構造においてルックアップすること）、確認することなどを含み得る。また、「判定すること」は、受信すること（例えば、情報を受信すること）、アクセスすること（例えば、メモリ内のデータにアクセスすること）などを含み得る。また、「判定すること」は、解決すること、選択すること、選ぶこと、確立することなどを含み得る。更に、本明細書で使用される「チャネル幅」は、ある特定の態様において、帯域幅を包含し得るか、又は帯域幅とも称され得る。

【0071】

上述の方法の様々な動作は、様々なハードウェア及び／又はソフトウェア構成要素、回路、及び／又はモジュールなど、動作を実行できる任意の好適な手段によって実行され得る。一般に、図に例示するいずれの動作も、動作を実行することが可能な対応する機能的手段によって実行され得る。

【0072】

本開示に関連して記載する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ信号（ＦＰＧＡ）又は他のプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、個別ゲート又はトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、又は本明細書に記載の機能を実行するように設計されたそれらの任意の組み合わせで実装又は実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替的に、プロセッサは、任意の市販のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又は状態マシンであり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組み合わせ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つ以上のマイクロプロセッサ、又は任意の他のそのような構成として実装され得る。

【0073】

本明細書に開示する方法は、記載の方法を達成するための１つ以上のステップ又はアクションを含む。本方法のステップ及び／又はアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換され得る。言い換えれば、ステップ又はアクションの特定の順序が指定されない限り、特定のステップ及び／又はアクションの順序及び／又は使用は、特許請求の範囲から逸脱することなく修正され得る。

【0074】

実装形態は、上記例示した正確な構成及び構成要素に限定されないことを理解されたい。様々な修正、変更、及び変形が、実装形態の範囲から逸脱することなく、上記の方法及び装置の配置、動作、及び詳細において行われ得る。

【0075】

本発明をある特定の実施形態に関して記載してきたが、本明細書に掲げる特徴及び利点の全てを提供しない実施形態を含む、当業者に明らかである他の実施形態も、本発明の範囲内である。更に、上記の様々な実施形態を組み合わせて、更なる実施形態を提供することができる。更に、一実施形態の文脈で示したある特定の特徴は、他の実施形態にも組み込むことができる。

【符号の説明】

【0076】

１００ 例示する実装形態
１０２ 感知回路
１０４ 磁石
１０６ 回転シャフト
１０８ 回路基板
１１０ 第１のセンサ
１１１ 第１の信号処理経路
１１２ 増幅器
１１３ 第２の信号処理経路
１１４ アナログ－デジタル変換（ＡＤＣ）
１１５ ターンカウント経路
１１６ 角度計算器
１１７ プロセッサ
１１８ 第２のセンサ
１１９ メモリ
１２０ 増幅器
１２２ ＡＤＣ
１２４ 角度計算器
１２６ 比較器
１２８ 四分円計算器
２０３ａ 正弦ブリッジ
２０３ｂ 余弦ブリッジ
２０５Ｍ 負の出力
２０５Ｐ 正の出力
２０７Ｍ 負の出力
２０７Ｐ 正の出力
２０９ 第１のデジタル出力
２１１ 第２のデジタル出力

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図2D】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】