CN113490830B - 旋转角度计算装置及其校正方法和校正装置、马达控制装置、电动致动器产品和电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

在校正方法中，旋转角度计算装置(20、30)基于传感器的检测信号计算旋转角度θc(S2)，将表示旋转角度θc的旋转角度数据Da向校正装置(40)发送(S3)，将与从取入检测信号起到发送旋转角度数据为止的时间差相关的时间差数据Dt向校正装置发送(S3)。校正装置对旋转角度θr进行测量(S1)，对测量了旋转角度θr的测量时刻tm、发送或接收到旋转角度数据的通信时刻tt进行计时(S1、S4)，通过将旋转角度数据Da与在从通信时刻tt回溯从取入检测信号起到发送旋转角度数据为止的时间差而得的时刻tc2测量出的旋转角度θr进行比较，取得旋转角度数据的校正数据Dc(S5、S6)。

Description

旋转角度计算装置及其校正方法和校正装置、马达控制装置、电动致动器产品和电动助力转向装置
技术领域
本发明涉及旋转角度计算装置的校正方法、旋转角度计算装置的校正装置、旋转角度计算装置、马达控制装置、电动致动器产品以及电动助力转向装置。
背景技术
已知有基于与旋转体的旋转相应地从传感器输出的检测信号来计算旋转体的旋转角度的旋转角度计算装置。例如，在下述专利文献1中，已知有具有检测旋转体的旋转角并输出sin信号以及cos信号的传感器部的角度检测装置。
在使用这样的旋转角度计算装置的情况下，优选将根据传感器的输出信号计算出的旋转角度与另外测量出的旋转体的旋转角度的测量数据进行比较，来对旋转角度计算装置进行校正。
作为对由不同的传感器得到的检测信号进行比较的技术，已知有下述专利文献2所记载的发明。专利文献2中记载有：时间戳赋予部，其对传感器A的检测信号Ai赋予时间戳ATi，对传感器B的检测信号Bj赋予时间戳BTj；同步信号检索部，其基于时间戳ATi以及BTi，从存储部检索与检测信号Ai最同步的检测信号Bj；以及微调运算单元，其进行由同步信号检索部检索出的同步信号的角度差的运算以及微调运算。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-185198号公报
专利文献2：日本特开2014-210472号公报
发明内容
发明要解决的问题
在使用与旋转角度计算装置不同的外部测量装置的测量数据来校正旋转角度计算装置的情况下，需要确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度与外部测量装置的测量数据之间的同步。
在如上述专利文献2那样通过时间戳的比较来确保同步的情况下，若旋转角度计算装置的计时单元与外部测量装置的计时单元不同步，则无法确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度与由外部测量装置得到的测量数据的同步。
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度和由与旋转角度计算装置不同的外部测量装置测量出的旋转角度的同步，生成旋转角度计算装置的校正数据。
用于解决问题的方案
根据本发明的一个方式，提供旋转角度计算装置的校正方法，该旋转角度计算装置基于与旋转体的旋转相应地从传感器输出的检测信号计算旋转体的旋转角度，在该校正方法中，旋转角度计算装置基于检测信号计算旋转体的旋转角度，从旋转角度计算装置向校正装置发送表示旋转角度的旋转角度数据，从旋转角度计算装置向校正装置发送与时间差相关的时间差数据，该时间差是从取入来自传感器的检测信号起到发送旋转角度数据为止的时间差，校正装置测量旋转体的旋转角度，利用校正装置对校正装置测量了旋转体的旋转角度的测量时刻和发送或接收到旋转角度数据的通信时刻进行计时，通过将旋转角度数据与在从通信时刻起回溯时间差而得的时刻由校正装置测量出的旋转体的旋转角度进行比较，取得旋转角度数据的校正数据。
根据本发明的另一方式，提供旋转角度计算装置的校正装置，该旋转角度计算装置基于与旋转体的旋转相应地从传感器输出的检测信号来计算旋转体的旋转角度。构成装置具备：接收部，其从旋转角度计算装置接收表示基于检测信号计算出的旋转体的旋转角度的旋转角度数据，并且从旋转角度计算装置接收与自旋转角度计算装置从传感器取入检测信号起到发送旋转角度数据为止的时间差相关的时间差数据；旋转角度测量部，其测量旋转体的旋转角度；计时部，其对旋转角度测量部测量了旋转体的旋转角度的测量时刻以及发送或接收到旋转角度数据的通信时刻进行计时；以及校正数据生成部，其通过将旋转角度数据与在从通信时刻起回溯时间差而得的时刻由旋转角度测量部测量出的旋转体的旋转角度进行比较，生成旋转角度数据的校正数据。
根据本发明的另一方式，提供旋转角度计算装置，其具备：传感器，其输出与旋转体的旋转对应的检测信号；旋转角度计算部，其基于检测信号计算旋转体的旋转角度；接收部，其接收对旋转角度计算部计算出的旋转体的旋转角度进行校正的校正数据；存储部，其存储所接收到的校正数据；修正部，其利用存储于存储部的校正数据对旋转角度计算部计算出的旋转体的旋转角度进行修正；以及发送部，其发送表示由旋转角度计算部计算出且未由修正部修正的旋转角度的旋转角度数据，并且发送与从取入来自传感器的检测信号起到发送旋转角度数据为止的时间差相关的时间差数据。
根据本发明的另一方式，提供一种马达控制装置，其具备：上述的旋转角度计算装置，其计算作为旋转体的马达的旋转轴的旋转角度；以及驱动部，其根据由修正部修正后的旋转轴的旋转角度来驱动马达。
根据本发明的另一方式，提供一种电动致动器产品，其具备上述马达控制装置和由马达控制装置控制的马达。
根据本发明的另一方式，提供一种电动助力转向装置，其具备上述马达控制装置和由马达控制装置控制的马达，通过马达对车辆的转向***赋予转向辅助力。
发明效果
根据本发明，能够确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度和由与旋转角度计算装置不同的外部测量装置测量出的旋转角度的同步，生成旋转角度计算装置的校正数据。
附图说明
图1是实施方式的旋转角度计算装置的校正***的一例的概略结构图。
图2是表示实施方式的旋转角度计算装置的一例的概略的分解图。
图3是实施方式的旋转角度计算装置的概略结构图。
图4是图3的控制装置的功能结构的一例的说明图。
图5是图4的旋转角度计算部的功能结构的一例的说明图。
图6是校正数据的一例的说明图。
图7是图4的发送数据生成部所生成的发送数据的格式的一例的说明图。
图8是图1的外部测量装置的功能结构的一例的说明图。
图9是表示控制装置和外部测量装置的动作的一例的时序图。
图10是实施方式的旋转角度计算装置的校正方法的一例的流程图。
图11是表示具备实施方式的旋转角度计算装置的电动助力转向装置的一例的概要的结构图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。
需要说明的是，以下所示的本发明的实施方式例示了用于将本发明的技术思想具体化的装置、方法，本发明的技术思想并不将结构部件的结构、配置等确定为下述内容。本发明的技术思想能够在权利要求书所记载的权利要求所规定的技术范围内施加各种变更。
(结构)
参照图1。实施方式的校正***1对计算作为旋转体的马达10的旋转轴11的旋转角度的旋转角度计算装置进行校正。此外，本发明的对象并不限定于计算马达10的旋转轴11的旋转角度的旋转角度计算装置。本发明能够应用于计算各种旋转体的旋转角度的旋转角度计算装置。
校正***1具备由校正***1进行校正的旋转角度计算装置和校正装置40。旋转角度计算装置具备传感器单元20和控制装置30。
传感器单元20将与旋转轴11的旋转相应的检测信号输出到控制装置30。参照图2。传感器单元20具备磁体21、电路基板22以及支承部件23。
磁体21固定于马达10的旋转轴11的与输出端12相反侧的端部14，具有沿着旋转轴11的周向排列的不同的磁极(S极以及N极)。
在电路基板22安装有检测磁通的MR(磁阻：Magnetic Resistance)传感器元件(Integrated Circuit：集成电路)24。也可以在电路基板22上安装多个MR传感器元件，构成基于各个MR传感器元件的检测信号分别计算旋转轴11的冗余***。
电路基板22通过未图示的紧固螺钉、压接等固定单元固定于支承部件23。另外，支承部件23也同样通过未图示的固定单元固定于马达10。
电路基板22固定于支承部件23的位置和支承部件23固定于马达10的位置被决定为：在电路基板22固定于支承部件23且支承部件23固定于马达10时，在支承部件23与马达10之间配置有电路基板22，MR传感器元件24接近磁体21。
由此，当磁体21随着马达10的旋转轴11的旋转而进行旋转时，MR传感器元件24检测出与旋转角度对应的磁体21的磁通变化，输出与马达10的旋转轴11的旋转相应的检测信号。
例如，MR传感器元件24将与马达10的旋转轴11的旋转角度θm对应的正弦信号sinθm和余弦信号cosθm作为与马达10的旋转轴11的旋转对应的检测信号输出。
此外，本发明的旋转角度计算装置所使用的传感器并不限定于MR传感器。本发明的旋转角度计算装置也可以通过MR传感器以外的方式的传感器来检测马达10的旋转轴11的旋转角度θm。
支承部件23例如是覆盖电路基板22的罩。支承部件23例如具有在图1中向下方开口的凹部，电路基板22固定于支承部件23的凹部内。当将支承部件23固定马达10时，支承部件23的凹部的开口部被马达10遮蔽，在由支承部件23的凹部和马达10划分出的内部空间内收纳有电路基板22。由此，电路基板22被保护而免受来自外部的冲击、异物的伤害。
支承部件23例如由铝合金等热传导性好的金属形成，也可以起到作为散热器的作用。另外，支承部件23也可以是散热器本身。
与传感器单元20分体的电子控制单元(ECU：Electronic Control Unit)即控制装置30通过线束25与传感器单元20连接。与马达10的旋转轴11的旋转相应地从MR传感器元件24输出的检测信号经由线束25向控制装置30传递。
控制装置30基于MR传感器元件24的检测信号运算马达10的旋转轴11的旋转角度θm，根据运算出的旋转角度θm控制功率半导体开关元件，驱动马达10。
参照图3。控制装置30具备CPU(Central Processing Unit)或MPU(Micro-Processing Unit)等处理器31、作为存储器等的存储装置32、模拟数字转换器(ADC：Analog-Digital Converter)33及34、驱动电路35、通信I/F(接口)电路36。
以下说明的控制装置30的功能例如通过处理器31执行存储于存储装置32的计算机程序来实现。
控制装置30除了处理器31以外，或者代替处理器31，也可以由用于执行以下说明的各信息处理的专用的硬件形成。
例如，控制装置30也可以具备在通用的半导体集成电路中设定的功能性的逻辑电路。例如控制装置30也可以具有现场可编程门阵列(FPGA：Field-Programmable GateArray)等可编程逻辑器件(PLD：Programmable Logic Device)等。
如上所述，MR传感器元件24通过检测与马达10的旋转轴11一起旋转的磁体21的磁通，输出与马达10的旋转轴11的旋转角度θm对应的正弦信号SIN＝sinθm和余弦信号COS＝cosθm。
控制装置30读取由ADC 33和ADC 34转换为数字信号的正弦信号SIN和余弦信号COS。
控制装置30基于正弦信号SIN和余弦信号COS计算马达10的旋转轴11的旋转角度的检测角度θc。检测角度θc是基于正弦信号SIN和余弦信号COS在理论上计算出的值，是校正前的理论值。
控制装置30从图1所示的校正装置40的外部测量装置43经由通信I/F电路36接收用于校正检测角度θc的校正数据Dc。
控制装置30基于从外部测量装置43接收到的校正数据Dc对基于正弦信号SIN和余弦信号COS计算出的检测角度θc进行修正，由此运算马达10的旋转轴11的旋转角度θm。
控制装置30根据运算出的旋转角度θm来控制驱动电路35(例如逆变器等)，对马达10进行驱动。
参照图4，对控制装置30的功能结构的一例进行说明。
控制装置30具备旋转角度计算部50、修正部51、驱动信号生成部52、计时部53、发送数据生成部54、发送部55、接收部56以及校正数据取得部57。
旋转角度计算部50基于由ADC 33和ADC 34转换为数字信号的正弦信号SIN和余弦信号COS，计算马达10的旋转轴11的旋转角度的检测角度θc。
参照图5。旋转角度计算部50具备加法器60、减法器61以及运算部62。
运算部62基于加法器60的输出(COS+SIN)和减法器61的输出(COS-SIN)来计算检测角度θc。
参照图4。修正部51读出存储于存储装置32的校正数据Dc，基于校正数据Dc对检测角度θc进行修正，取得马达10的旋转轴11的旋转角度θm。
校正数据Dc是对作为检测对象的实际旋转角度θm与检测角度θc的误差(所谓的直线性(linearity)误差)进行修正的数据。
参照图6。横轴表示马达10的旋转轴11的实际旋转角度θm，纵轴表示作为校正检测角度θc时的基准的基准角度θr(单点划线)和检测角度θc(实线)。基准角度θr理想地与实际旋转角度θm一致。
校正数据Dc例如是将检测角度θc与基准角度θr的差(θc-θr)与检测角度θc建立对应而存储于存储装置32的数据。
参照图4。修正部51从存储装置32读出与检测角度θc相关联地存储的校正数据Dc＝(θc-θr)，并从检测角度θc减去该Dc，由此计算修正后的旋转角度θr＝θm。
驱动信号生成部52基于修正后的旋转角度θm，生成对驱动电路35进行控制的驱动信号，并输出到驱动电路35。例如，驱动信号生成部52输出对安装于驱动电路35的开关元件进行接通断开的栅极信号。
由此，控制装置30根据马达10的旋转轴11的旋转角度θm来驱动马达10。
控制装置30具有如上述那样使旋转角度计算部50、修正部51和驱动信号生成部52动作来驱动马达10的模式(以下有时表述为“马达驱动模式”)作为控制装置30的动作模式之一。
另一方面，控制装置30除了马达驱动模式以外，还具有输出表示由旋转角度算出部50计算出的且由修正部51进行修正前的检测角度θc的数据的模式(以下有时记作“数据输出模式”)作为控制装置30的动作模式之一。
在数据输出模式下输出的表示检测角度θc的数据(以下有时表述为“旋转角度数据Da”)能够用于控制装置30的外部的校正装置40生成校正数据Dc。
在数据输出模式中，旋转角度计算部50、计时部53、发送数据生成部54和发送部55工作。
计时部53对时刻进行计时。例如，计时部53可以将从规定的时刻(例如控制装置30的动作模式切换为数据输出模式的时刻)起的经过时间作为时刻进行计时，也可以始终进行工作而对当前时刻进行计时。
发送数据生成部54接收表示控制装置30取入来自MR传感器元件24的检测信号(正弦信号SIN和余弦信号COS)的定时的定时信号St。
例如，定时信号St也可以是表示ADC 33以及ADC 34的采样保持定时的信号。另外，在由ADC 33以及ADC 34进行的从模拟信号向数字信号的转换时间足够短的情况下，也可以是表示ADC 33以及ADC 34的输出定时的信号。
发送数据生成部54取得在定时信号St所示的定时由计时部53计时的时刻，作为MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc1。
另外，发送数据生成部54接收旋转角度计算部50计算出的检测角度θc，生成存储有表示检测角度θc的旋转角度数据Da的发送数据。发送数据生成部54生成的发送数据通过发送部55经由通信I/F电路36发送到校正装置40的外部测量装置43。
例如，发送部55可以使用规定的数字信号用的CAN(Controller Area Network)通信协议来发送发送数据。发送数据生成部54可以生成按照通信协议的规定数据格式的发送数据。
图7表示发送数据的数据格式的一例。发送数据具有将旋转角度数据Da和时间差数据Dt存储在同一帧中的数据格式。
另外，例如，发送数据也可以包含表示旋转角度数据Da是否是可使用的数据的状态的状态信息。此外，状态信息不是必需的。
另外，在由多个MR传感器元件构成冗余***的情况下，既可以将与各个MR传感器元件对应的旋转角度数据Da以及时间差数据Dt存储在同一帧中，也可以分割为多个帧来发送。另外，在由多个MR传感器元件构成冗余***的情况下，也可以作为相对于预定的MR传感器元件的旋转角度数据Da的角度差分来发送。例如，在3***的冗余***的情况下，设第一***的旋转角度数据为100度，第二***的旋转角度数据为102度，第三***的旋转角度数据为99度。作为第一***的旋转角度数据发送100度，作为第二***以及第三***的旋转角度数据，也可以发送与第一***的旋转角度数据的差分即+2度以及-1度作为旋转角度数据。由此，能够实现发送数据的压缩。
时间差数据Dt是与从MR传感器元件24取入检测信号的取入时刻tc1到发送发送数据为止的时间差相关的数据。
这里，发送数据生成部54将时间差数据Dt保存在发送数据中的时刻是发送发送数据的时刻以前的时刻。因此，发送数据生成部54在生成发送数据的时刻，无法对发送数据被发送的时刻进行计时。因此，例如发送数据生成部54可以生成表示从取入时刻tc1到发送数据的生成完成为止的时间差的时间差数据Dt。
发送部55发送发送数据所需要的处理时间t是固定的已知的处理时间。因此，时间差数据Dt通过加上处理时间t，能够间接地表示从取入时刻tc1到发送发送数据为止的时间差。
发送数据生成部54从旋转角度计算部50接收检测角度θc并将旋转角度数据Da以及状态信息保存在发送数据中。然后，发送数据生成部54取得计时部53计时得到的时刻te，将表示时间差td＝te-tc的时间差数据Dt保存在发送数据中，完成发送数据的生成。
需要说明的是，在从接收到检测角度θc到发送数据的生成完成为止所需要的时刻是已知的固定时间的情况下，也可以在检测角度θc的接收定时取得计时部53计时得到的时刻来预测发送数据的生成完成时刻。另外，在从将旋转角度数据Da、状态信息保存到发送数据到发送数据的生成完成为止所需要的时刻是已知的固定时间的情况下，也可以在这些数据的保存定时取得计时部53计时得到的时刻来预测发送数据的生成完成时刻。
当发送数据生成部54生成了保存有旋转角度数据Da以及时间差数据Dt的发送数据时，发送部55从发送数据的生成完成时间点起以已知的处理时间t将发送数据输出到外部。例如，发送部55将发送数据向校正装置40的外部测量装置43发送。
此外需要说明的是，发送部55的旋转角度数据Da以及时间差数据Dt的发送方式不限定于上述方式。发送数据生成部54也可以在发送旋转角度数据Da之后生成时间差数据Dt，发送部55在发送旋转角度数据Da之后发送时间差数据Dt。在该情况下，发送数据生成部54也可以取得在发送部55发送了旋转角度数据Da的时间点由计时部53计时到的时刻，生成直接表示从MR传感器元件24取入检测信号的取入时刻tc1到发送旋转角度数据Da为止的时间差的时间差数据Dt。
旋转角度数据Da以及时间差数据Dt用于校正装置40生成校正数据Dc。控制装置30具有接收校正数据Dc的校正数据接收模式，作为控制装置30的动作模式之一。
在校正数据接收模式中，接收部56和校正数据取得部57进行动作。
接收部56从外部接收校正数据Dc。例如，接收部56从校正装置40的外部测量装置43接收校正数据Dc。
校正数据取得部57将接收部56接收到的校正数据Dc保存在存储装置32中。
接着说明生成校正数据Dc的校正装置40。参照图1。校正装置40具备驱动马达41、旋转角度测量部42以及外部测量装置43。
驱动马达41的旋转轴44通过连结部45与马达10的旋转轴11连结。驱动马达41通过使旋转轴44旋转，而使马达10的旋转轴11旋转而将旋转轴11的旋转角度θm变更为各种角度。
旋转角度测量部42生成用于测量作为旋转角度计算装置的校正(即检测角度θc的校正)的基准的基准角度θr的基准角度测量信号Sr。例如，旋转角度测量部42生成用于测量与马达10的旋转轴11连结的驱动马达41的旋转轴44的旋转角度的信号作为基准角度测量信号Sr。旋转角度测量部42将基准角度测量信号Sr输出到外部测量装置43。
旋转角度测量部42例如可以是将与旋转轴44的旋转量对应的个数的脉冲作为基准角度测量信号Sr输出的编码器。外部测量装置43可以通过对旋转角度测量部42输出的脉冲的数量进行计数(累积)来测量基准角度θr。
此外，旋转角度测量部42并不限定于编码器，也可以是其他形式的旋转角度测量装置(例如，已校正的旋转角度测量装置)等。
外部测量装置43基于从控制装置30发送的旋转角度数据Da及时间差数据Dt和基准角度测量信号Sr，生成校正数据Dc并向控制装置30发送。
外部测量装置43具备作为CPU或MPU等的处理器46、作为存储器等的存储装置47、通信I/F电路48、I/F(接口电路)49。
外部测量装置43经由通信I/F电路48从控制装置30接收旋转角度数据Da以及时间差数据Dt。另外，经由通信I/F电路48向控制装置30发送校正数据Dc。
外部测量装置43经由I/F 49从旋转角度测量部42接收基准角度测量信号Sr。
以下说明的外部测量装置43的功能例如通过处理器46执行存储于存储装置47的计算机程序来实现。
外部测量装置43除了处理器46以外，或者代替处理器46，也可以由用于执行以下说明的各信息处理的专用的硬件形成。
例如，外部测量装置43也可以具备在通用的半导体集成电路中设定的功能性的逻辑电路。例如外部测量装置43也可以具有FPGA等PLD。
参照图8，说明外部测量装置43的功能结构的一例。外部测量装置43具备接收部70、旋转角度测量部71、计时部72、取入时刻计算部73、校正数据生成部74、发送部75。
接收部70接收从控制装置30发送的发送数据。接收部70将发送数据所包含的旋转角度数据Da输出到校正数据生成部74，将发送数据所包含的时间差数据Dt输出到取入时刻计算部73。
旋转角度测量部71接收从旋转角度测量部42输出的基准角度测量信号Sr，基于基准角度测量信号Sr测量基准角度θr。例如，可以通过对从作为编码器的旋转角度测量部71输出的脉冲的数量进行计数(累积)来测量基准角度θr。
计时部72对时刻进行计时。例如，计时部72可以将从规定时间点起的经过时间作为时刻进行计时，也可以对当前时刻进行计时。
此外需要说明的是，外部测量装置43的计时部72也可以不与控制装置30的计时部53同步。即，在同一时间点由计时部72计时到的时刻和由计时部53计时到的时刻也可以不同。例如，在同一时间点由时部72计时到的时刻与由计时部53计时到的时刻之间的时间差也可以比旋转角度测量部71的测量周期(例如从作为编码器的旋转角度测量部71输出的脉冲的间隔)长。
取入时刻计算部73监视从控制装置30向外部测量装置43发送发送数据的通信线路(例如总线)，高速监视控制装置30发送发送数据的定时。取入时刻计算部73取得在发送了发送数据的定时由计时部72计时到的时刻作为发送数据的通信时刻tt。
或者，取入时刻计算部73也可以对由接收部70接收到发送数据的定时进行高速监视，取得在接收到发送数据的定时由计时部72计时到的时刻作为发送数据的通信时刻tt。
取入时刻计算部73根据通信时刻tt和时间差数据Dt，计算在由外部测量装置43的计时部72对MR传感器元件24的检测信号的取入时刻进行计时的情况下应该得到的时刻(以下表述为“取入时刻tc2”)。即，计算MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc2作为由计时部72计时的时刻。
例如，取入时刻计算部73计算从通信时刻tt回溯了从能够基于时间差数据Dt而知晓的MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc1起到发送发送数据为止的时间差的时刻，作为取入时刻tc2。
例如，取入时刻计算部73将从通信时刻tt回溯了对时间差数据Dt表示的时间差td加上发送部55发送发送数据所需要的已知的处理时间t而得到的时间长度的时刻，作为取入时刻tc2。
另外，例如，如上述那样，在旋转角度数据Da之后发送直接表示从MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc1到发送旋转角度数据Da为止的时间差的时间差数据Dt的情况下，计算从通信时刻tt回溯了时间差数据Dt所示的时间差的时刻作为取入时刻tc2。
校正数据生成部74接收旋转角度测量部71输出的基准角度θr。另外，取得在测量了基准角度θr的定时由计时部72计时到的时刻作为基准角度θr的测量时刻tm。例如，校正数据生成部74取得从作为编码器的旋转角度测量部71输出了脉冲的时刻作为测量时刻tm。校正数据生成部74与测量时刻tm相关联地存储基准角度θr。
校正数据生成部74通过比较取入时刻tc2和测量时刻tm，从存储的各测量时刻tm的基准角度θr中检索在取入时刻tc2测量出的基准角度θr。
即，校正数据生成部74检索与在取入时刻tc2取入的MR传感器元件24的检测信号同步的基准角度θr。即，检索与旋转角度数据Da表示的检测角度θc同步的基准角度θr。
此外，上述的“在取入时刻tc2测量的基准角度θr”可以是与取入时刻tc2最接近的测量时刻tm的基准角度θr，也可以是从取入时刻tc2起的规定的容许时间范围内的测量时刻tm的基准角度θr。
校正数据生成部74计算旋转角度数据Da表示的检测角度θc与基准角度θr的差分(θc-θr)，将差分(θc-θr)与检测角度θc建立关联，生成校正数据Dc。另外，也可以使用插值方法等从得到的多个检测角度θc以及对应的多个校正数据Dc重构校正数据Dc。由此，能够成为更精细的校正数据Dc。
参照图9，说明控制装置30和外部测量装置43的动作的一例。
在时刻t10，ADC 33和ADC 34开始MR传感器元件24的检测信号(正弦信号SIN、余弦信号COS)的转换。控制装置30的发送数据生成部54取得时刻t10作为取入时刻tc1。
需要说明的是，图9的时刻t10～t19表示由控制装置30的计时部53计时到的时间轴上的时刻。另外，时刻t20～t23表示由外部测量装置43的计时部72计时到的时间轴上的时刻。
当在时刻t11 ADC 33和ADC 34中的转换处理完成时，控制装置30的旋转角度计算部50开始马达10的旋转轴11的旋转角度的检测角度θc的运算。检测角度θc的运算在时刻t12完成。
若检测角度θc的运算完成，则在之后的时刻t13，发送数据生成部54开始生成包含表示检测角度θc的旋转角度数据Da、时间差数据Dt、以及状态信息的发送数据，在时刻t14完成发送数据的生成。例如，在发送数据中保存有表示从取入时刻tc1(t10)到发送数据的生成完成时刻t14为止的时间差td1＝(t14-t10)的时间差数据Dt。
当在时刻t14发送数据的生成完成时，控制装置30的发送部55从时刻t14起以已知的处理时间t将发送数据向外部测量装置43发送。
当发送数据从控制装置30发送时，取入时刻计算部73在由外部测量装置43的计时部72计时到的时刻t21检测到发送数据的发送，取得时刻t21作为发送了发送数据的通信时刻tt。
在此，从时刻t14起经过了处理时间t的时刻和时刻t21(时刻tt)是由控制装置30的计时部53和外部测量装置43的计时部72分别对发送了发送数据的同一时刻进行计时得到的时刻。
因此，外部测量装置43的取入时刻计算部73(如图中的“定时处理”一栏所示)计算从通信时刻t21回溯对时间差数据Dt表示的时间差td1加上处理时间t后的时间长度(td1+t)得到的时刻t20。
由此，取入时刻计算部73能够取得在由计时部72对MR传感器元件24的检测信号的取入时刻进行计时的情况下应该得到的取入时刻tc2(时刻t20)。
然后，校正数据生成部74将在取入时刻tc2(t20)测量出的基准角度θr与旋转角度数据Da表示的检测角度θc的差分(θc-θr)与检测角度θc建立关联，生成校正数据Dc。
之后，控制装置30与时刻t10～t14的动作同样地，将MR传感器元件24的检测信号变换为数字信号(时刻t15～t16)，运算检测角度θc(时刻t16～t17)，生成发送数据(时刻t18～时刻t19)，将发送数据向外部测量装置43发送(时刻t19～(时刻t19+t))。
外部测量装置43取得时刻t23作为发送了发送数据的通信时刻tt。
另外，外部测量装置43取得从通信时刻t23起回溯对时间差数据Dt表示的时间差td2加上处理时间t后的时间长度(td2+t)得到的时刻t22，作为在由计时部72对MR传感器元件24的检测信号的取入时刻进行计时的情况下应该得到的取入时刻tc2。
外部测量装置43将在取入时刻tc2(t22)测量出的基准角度θr与旋转角度数据Da表示的检测角度θc的差分(θc-θr)与检测角度θc建立关联，生成校正数据Dc。
通过如以上那样计算MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc2作为由外部测量装置43的计时部72计时到的时刻，能够取得与旋转角度数据Da表示的检测角度θc同步的基准角度θr。
由此，即使控制装置30的计时部53不与外部测量装置43的计时部72同步，也能够取得与旋转角度数据Da表示的检测角度θc同步的基准角度θr。
此外需要说明的是，从MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc1到发送发送数据为止的时间差(td1+t、td2+t)有时根据发送数据而不同。例如，在图9所示的例子中，在第一次运算检测角度θc之后到开始发送数据的生成为止的待机时间(t12～t13)例如通过控制装置30并行地执行其他处理，而比第二次待机时间(t17～t18)长。
这样，即使时间差(td1+t、td2+t)根据发送数据而不同，通过基于时间差数据Dt来计算取入时刻tc2，也能够确保旋转角度数据Da表示的检测角度θc与基准角度θr的同步。
如上所述，根据实施方式的校正***1，能够确保由控制装置30取入的MR传感器元件24的检测信号和由与控制装置30不同的外部测量装置43测量出的基准角度θr的同步，能够根据这些检测信号以及基准角度θr生成旋转角度计算装置的校正数据Dc。
参照图8。外部测量装置43的发送部75将校正数据生成部74生成的校正数据Dc向控制装置30发送。
需要说明的是，优选在向控制装置30发送校正数据Dc之后，判定根据校正数据Dc修正后的检测角度θc是否收敛在规定的误差范围内。
因此，控制装置30也可以具有输出基于校正数据Dc修正检测角度θc而得到的已校正角度θcc的第二数据输出模式。
在第二数据输出模式中，从MR传感器元件24再次取入检测信号，由旋转角度计算部50计算检测角度θc，通过修正部51基于校正数据Dc修正检测角度θc，计算已校正角度θcc。
发送数据生成部54生成保存了表示已校正角度θcc的旋转角度数据Da的发送数据，来代替修正部51进行修正前的检测角度θc。
即，发送数据生成部54生成至少包含表示已校正角度θcc的旋转角度数据Da以及与从MR传感器元件24取入检测信号的取入时刻tc1到发送发送数据为止的时间差相关的Dt的发送数据。
外部测量装置43若接收到包含表示已校正角度θcc的旋转角度数据Da的发送数据，则与上述同样地，计算MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc2作为由外部测量装置43的计时部72计时到的时刻。
在外部测量装置43中，计算在取入时刻tc2测量出的基准角度θr与旋转角度数据Da表示的已校正角度θcc的误差(θcc-θr)，在误差(θcc-θr)未收敛于规定的误差范围内的情况下，再次生成校正数据Dc。在误差(θcc-θr)收敛于规定的误差范围内的情况下，完成校正数据Dc的生成。
(旋转角度计算装置的校正方法)
接着，参照图10，对实施方式的旋转角度计算装置的校正方法进行说明。
在步骤S1中，ADC 33和ADC 34将来自MR传感器元件24的检测信号转换为数字信号，从而取入到控制装置30。控制装置30的发送数据生成部54通过计时部53取得MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc1。
另一方面，外部测量装置43的旋转角度测量部71测量基准角度θr。校正数据生成部74通过计时部72取得基准角度θr的测量时刻tm。
在步骤S2中控制装置30的旋转角度计算部50基于ADC 33以及ADC 34的输出信号，计算马达10的旋转轴11的旋转角度的检测角度θc。
在步骤S3中，发送数据生成部54生成保存有表示检测角度θc的旋转角度数据Da和时间差数据Dt的发送数据。如上所述，时间差数据Dt是与从取入时刻tc1到发送旋转角度数据Da为止的时间差相关的数据。
在步骤S4中控制装置30的发送部55将发送数据向校正装置40的外部测量装置43发送。外部测量装置43的接收部70接收发送数据。
此时，外部测量装置43的取入时刻计算部73通过计时部72取得控制装置30发送了发送数据的时刻或由接收部70接收到发送数据的时刻，作为发送数据的通信时刻tt。
在步骤S5中，取入时刻计算部73基于通信时刻tt和时间差数据Dt，计算控制装置30取入了MR传感器元件24的检测信号的取入时刻tc2，作为由计时部72计时到的时刻。
在步骤S6中，校正数据生成部74将在取入时刻tc2测量出的基准角度θr与旋转角度数据Da表示的检测角度θc进行比较，生成校正数据Dc。
在步骤S7中，校正数据生成部74判定是否得到了马达10的旋转轴11的转一圈的校正数据Dc。在未得到转一圈的校正数据Dc的情况下(步骤S7：否)，处理进入步骤S8。在得到了转一圈的校正数据Dc的情况下(步骤S7：是)，处理进入步骤S9。
在步骤S8中，通过使驱动马达41旋转，来变更马达10的旋转轴11的旋转角度θm。然后，处理返回步骤S1。
在步骤S9中，判定使用通过步骤S1～S8生成的校正数据Dc对旋转角度计算部50计算出的检测角度θc进行修正而得到的值是否收敛于规定的误差范围内。
具体而言，将控制装置30的动作模式切换为第二数据输出模式，将基于校正数据Dc对检测角度θc进行修正而得到的已校正角度θcc从控制装置30向外部测量装置43发送。
外部测量装置43计算基准角度θr与已校正角度θcc的误差(θcc-θr)，遍及旋转轴11的旋转角度的整个范围，判定误差(θcc-θr)是否收敛于规定的误差范围内。
在误差(θcc-θr)未收敛于规定的误差范围的情况下(步骤S9：否)，处理返回步骤S1，重新生成校正数据Dc。在误差(θcc-θr)收敛于规定的误差范围内的情况下(步骤S9：是)，处理结束。
在步骤S7中，判定是否得到了转一圈的校正数据Dc，但也可以得到1个周期以上的校正数据Dc。在该情况下，也可以对针对检测角度θc得到的多个校正数据Dc进行平均处理而作为校正数据Dc。由此，能够降低噪声。
(旋转角度传感器的应用)
接着，参照图11，说明将本实施方式的旋转角度计算装置应用于对赋予于车辆的转向***的转向辅助力进行控制的电动助力转向装置的情况下的结构例。
转向方向盘101的柱轴102经由减速齿轮103、万向接头104A及104B、小齿轮齿条机构105与转向车轮的横拉杆(tie rod)连结。在柱轴102设置有检测转向方向盘101的转向转矩Th的转矩传感器110，对转向方向盘101的转向力进行辅助的马达10经由减速齿轮103与柱轴102连结。
上述控制装置30被用作控制动力转向装置的电子控制单元。从作为电源的电池114向控制装置30供给电力，并且从点火钥匙111输入点火钥匙信号。
控制装置30基于如上述那样运算出的马达10的旋转角度θm和减速齿轮103的减速比N，运算转向方向盘101的转向角θ。控制装置30基于转向角θ、转向转矩Th以及由车速传感器112检测出的车速Vh，使用辅助映射等进行辅助指令的转向辅助指令值的运算，基于运算出的转向辅助指令值来控制向马达10供给的电流I。
在这种结构的电动助力转向装置中，利用转矩传感器110检测从转向方向盘101传递来的驾驶员的方向盘操作引起的转向转矩Th，基于马达10的旋转角度θm运算转向角θ，根据基于转向转矩Th、转向角θ以及车速Vh计算出的转向辅助指令值来驱动控制马达10，该驱动作为驾驶员的方向盘操作的辅助力(转向辅助力)赋予给转向***。
(实施方式的效果)
(1)校正***1具备：旋转角度计算装置，其基于与旋转体的旋转相应地从MR传感器元件24输出的检测信号来计算旋转体的旋转角度；以及校正装置40，其用于对旋转角度计算装置进行校正。旋转角度计算装置具备搭载有MR传感器元件24的传感器单元20和控制装置30。
控制装置30基于MR传感器元件24的检测信号计算旋转体的旋转角度，将表示旋转角度的旋转角度数据Da从控制装置30向校正装置40发送。
另外，控制装置30从控制装置30向校正装置40发送与从MR传感器元件24取入检测信号到发送旋转角度数据Da为止的时间差相关的时间差数据Dt。
校正装置40对旋转体的旋转角度θr进行测量，对测量旋转角度θr的测量时刻tm、发送或接收到旋转角度数据Da的通信时刻tt进行计时。
校正装置40通过将在时刻tc2由校正装置40测量到的旋转角度θr与旋转角度数据Da进行比较，来取得旋转角度数据Da的校正数据Dc，该时刻tc2是从通信时刻tt回溯从MR传感器元件24取入检测信号到发送旋转角度数据Da为止的时间差而得到的时刻。
由此，能够确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度和由与旋转角度计算装置不同的校正装置40测量出的旋转角度的同步，生成旋转角度计算装置的校正数据。
例如，即使旋转角度计算装置的计时部53不与校正装置40的计时部72同步，也能够确保旋转角度计算装置计算出的旋转角度和由与旋转角度计算装置不同的校正装置40测量出的旋转角度的同步。
(2)控制装置30将旋转角度数据Da和时间差数据Dt保存在同一帧而成的发送数据发送到校正装置40。由此，比将旋转角度数据Da和时间差数据Dt保存在不同帧中来发送的情况相比，能够降低通信的开销(overhead)。其结果，能够进一步提高旋转角度数据Da的发送频度，因此能够减少校正处理所需的时间。
(3)控制装置30在保存旋转角度数据Da而生成向校正装置40发送的发送数据之后，以已知的处理时间t将发送数据向校正装置40发送。控制装置30生成表示从MR传感器元件24取入检测信号到发送数据的生成完成为止的时间差的时间差数据Dt。
由此，通过将已知的处理时间t与时间差数据Dt所示的时间差相加，能够间接地表示从自MR传感器元件24取入检测信号到发送发送数据为止的时间长度。其结果，能够将与到发送发送数据为止的时间差相关的信息保存在该发送数据中。
(4)校正装置40通过驱动马达41使旋转体旋转，取得旋转体的多个旋转角度下的校正数据Dc。
由此，能够生成旋转体的不同的多个旋转角度下的校正数据Dc。
标号说明
1：校正***；10：马达；11：旋转轴；12：输出端；14：端部；20：传感器单元；21：磁体；22：电路基板；23：支承部件；24：MR传感器元件；25：线束；30：控制装置；31：处理器；32：存储装置；33、34：模数转换器(ADC)；35：驱动电路；36：通信I/F电路；40：校正装置；41：驱动马达；42：旋转角度测量部；43：外部测量装置；44：旋转轴；45：连结部；46：处理器；47：存储装置；48：通信I/F电路；49：I/F；50：旋转角度计算部；51：修正部；52：驱动信号生成部；53：计时部；54：发送数据生成部；55：发送部；56：接收部；57：校正数据取得部；60：加法器；61：减法器；62：运算部；70：接收部；71：旋转角度测量部；72：计时部；73：取入时刻计算部；74：校正数据生成部；75：发送部；101：转向方向盘；102：柱轴；103：减速齿轮；104A、104B：万向接头；105：小齿轮齿条机构；106：横拉杆；110：转矩传感器；111：点火钥匙；112：车速传感器；114：电池。

Claims (9)

1.一种旋转角度计算装置的校正方法，该旋转角度计算装置基于与旋转体的旋转相应地从传感器输出的检测信号计算所述旋转体的旋转角度，该校正方法的特征在于，
所述旋转角度计算装置基于所述检测信号计算所述旋转体的旋转角度，
从所述旋转角度计算装置向校正装置发送表示所述旋转角度的旋转角度数据，
从所述旋转角度计算装置向所述校正装置发送与时间差相关的时间差数据，所述时间差是从所述旋转角度计算装置的控制装置取入从所述传感器输出的所述检测信号起到发送所述旋转角度数据为止的时间差，
所述校正装置测量所述旋转体的旋转角度，
利用所述校正装置对所述校正装置测量了所述旋转体的旋转角度的测量时刻以及发送或接收到所述旋转角度数据的通信时刻进行计时，
对所述旋转角度数据与在从所述通信时刻起回溯所述时间差而得的时刻由所述校正装置测量出的所述旋转体的旋转角度进行比较，由此取得所述旋转角度数据的校正数据。
2.根据权利要求1所述的校正方法，其特征在于，
所述旋转角度计算装置将发送数据向所述校正装置发送，在该发送数据中所述旋转角度数据和所述时间差数据被保存于同一帧。
3.根据权利要求2所述的校正方法，其特征在于，
所述旋转角度计算装置
生成表示从所述旋转角度计算装置的控制装置取入从所述传感器输出的所述检测信号起到所述发送数据的生成完成为止的时间差的所述时间差数据，
在所述发送数据的生成完成后，以已知的处理时间向所述校正装置发送所述发送数据。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的校正方法，其特征在于，
使所述旋转体旋转，取得所述旋转体的多个旋转角度处的所述校正数据。
5.一种旋转角度计算装置的校正装置，该旋转角度计算装置基于与旋转体的旋转相应地从传感器输出的检测信号来计算所述旋转体的旋转角度，该校正装置的特征在于，具备：
接收部，其从所述旋转角度计算装置接收表示基于所述检测信号计算出的所述旋转体的旋转角度的旋转角度数据，并且从所述旋转角度计算装置接收与时间差相关的时间差数据，所述时间差是自所述旋转角度计算装置的控制装置取入从所述传感器输出的所述检测信号起到所述旋转角度计算装置发送所述旋转角度数据为止的时间差；
旋转角度测量部，其测量所述旋转体的旋转角度；
计时部，其对所述旋转角度测量部测量了所述旋转体的旋转角度的测量时刻以及发送或接收到所述旋转角度数据的通信时刻进行计时；以及
校正数据生成部，其对所述旋转角度数据与在从所述通信时刻起回溯所述时间差而得的时刻由所述旋转角度测量部测量出的所述旋转体的旋转角度进行比较，由此生成所述旋转角度数据的校正数据。
6.一种旋转角度计算装置，其特征在于，具备：
传感器，其输出与旋转体的旋转对应的检测信号；
旋转角度计算部，其基于所述检测信号计算所述旋转体的旋转角度；
接收部，其接收对所述旋转角度计算部计算出的所述旋转体的旋转角度进行校正的校正数据；
存储部，其存储所接收到的所述校正数据；
修正部，其利用存储于所述存储部的所述校正数据对所述旋转角度计算部计算出的所述旋转体的旋转角度进行修正；
控制装置，其取入从所述传感器输出的所述检测信号；以及
发送部，其发送表示由所述旋转角度计算部计算出且未由所述修正部修正的所述旋转角度的旋转角度数据，并且发送与时间差相关的时间差数据，所述时间差是从所述控制装置取入从所述传感器输出的所述检测信号起到发送所述旋转角度数据为止的时间差。
7.一种马达控制装置，其特征在于，具备：
权利要求6所述的旋转角度计算装置，其计算作为所述旋转体的马达的旋转轴的旋转角度；以及
驱动部，其根据由所述修正部修正后的所述旋转轴的旋转角度来驱动所述马达。
8.一种电动致动器产品，其特征在于，具备：
权利要求7所述的马达控制装置；以及
由所述马达控制装置控制的马达。
9.一种电动助力转向装置，其特征在于，具备：
权利要求7所述的马达控制装置；以及
由所述马达控制装置控制的马达，
通过所述马达对车辆的转向***赋予转向辅助力。
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