CN106168519A - 传感器装置和使用传感器装置的电动助力转向设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了传感器装置和使用传感器装置的电动助力转向设备。该传感器装置包括：第一传感器部和第二传感器部，第一传感器部具有传感器元件和用于生成并传输输出信号的输出电路，输出信号包括与来自两个传感器元件的感测值分别对应的信号，第二传感器部具有传感器元件和用于生成并传输输出信号的输出电路，输出信号包括与来自两个传感器元件的感测值分别对应的信号。传感器装置还包括ECU，ECU具有计算器和用于确定传感器部的异常的异常确定器，从而即使当传感器部的一部分异常时，也能够继续对正常传感器部进行异常监测。

Description

传感器装置和使用传感器装置的电动助力转向设备
技术领域
本公开总体上涉及传感器装置和使用这种传感器装置的电动助力转向设备。
背景技术
通常，传感器装置(即，扭矩传感器)被配置为对穿过传感器装置的磁通进行检测例如用于检测转向扭矩。在专利文献JP2014-115270A(专利文献1)中，扭矩传感器被描述为具有设置在其中的比较器以用于检测磁性传感器的故障。
在专利文献1的传感器装置中，一个传感器部具有两个磁通传感器元件。然而，从传感器部输出仅一个感测值。因此，在ECU侧，特定于两个磁通传感器元件中的一个磁通传感器元件的输出信号是不可用的。
发明内容
本公开的目的是提供一种使控制器能够使用特定于元件的感测值的传感器装置。
在本公开的一方面中，传感器装置包括控制器和多个传感器部。
传感器部具有输出电路和多个传感器元件。多个传感器元件中的每个传感器元件对感测对象的第一物理量进行感测。输出电路生成并传输输出信号，输出信号包括与由多个传感器元件中的每个传感器元件感测到的感测值对应的数据信号。
控制器具有信号获得器、异常确定器和计算器。信号获得器获得输出信号。异常确定器确定传感器部的异常。计算器基于来自传感器部的正常输出信号计算第二物理量。
根据本公开，输出信号被生成为(即，包括)与由多个传感器元件中的每个传感器元件感测到的感测值对应的数据信号，并且通过数字通信将输出信号传输至控制器。以此方式，控制器能够使用与多个传感器元件中的每个传感器元件的感测值对应的输出信号。
此外，即使当多个传感器部的一部分异常时，传感器部能够继续自身监测。也就是说，由于每个传感器部具有多个传感器元件，所以正常传感器部的自身监测基于由多个传感器元件感测到的感测值是可继续的。因此，即使当多个传感器部的一部分异常时，在继续正常传感器部的自身监测的情况下，对第二物理量的计算是可继续的以及具有与正常时候(即，当所有传感器部都是正常的时)相同的准确度。
附图说明
参照附图根据下述的详细描述，本公开的目的、特征和优点将变得更加明显，在附图中：
图1是本公开的第一实施例中的电动助力转向设备的框图；
图2是本公开的第一实施例中的扭矩传感器的分解透视图；
图3是本公开的第一实施例中的传感器装置的框图；
图4是本公开的第一实施例中的输出信号的时序图；
图5是本公开的第一实施例中的第一主数据值和第一副数据值的图示。
图6是本公开的第一实施例中的异常确定处理的流程图；
图7是本公开的第二实施例中的异常确定处理的流程图；
图8是本公开的第三实施例中的传感器装置的框图；
图9是本公开的第三实施例中的第一传感器部中的自身监测处理的流程图；
图10是本公开的第三实施例中的第二传感器部中的自身监测处理的流程图；
图11是本公开的第三实施例中的异常确定处理的流程图；
图12是本公开的第四实施例中的第一传感器部中的自身监测处理的流程图；以及
图13是本公开的第四实施例中的第二传感器部中的自身监测处理的流程图。
具体实施方式
下文中，基于附图描述关于本公开的传感器装置。
下文中，将相同的附图标记分配给下述实施例中的相同部件，并且不重复对相同部件的描述。
(第一实施例)
基于图1至图6描述本公开的第一实施例。
如图1和图2所示，将传感器装置1应用于电动助力转向设备80以例如用于辅助车辆的转向操作，在电动助力转向设备80中设置有用作控制器的电子控制单元(ECU)85以及第一磁性传感器50、第二磁性传感器60等。
图1示出了具有电动助力转向设备80的转向系统90的整体配置。
作为转向部件的方向盘91与转向轴92连接。
转向轴92具有作为第一轴的输入轴11，并且具有作为第二轴的输出轴12。输入轴11与方向盘91连接。在输入轴11与输出轴12之间的位置处设置有对应用于转向轴92的扭矩进行检测的扭矩传感器10。小齿轮96设置在输出轴12的相对于输入轴11的一端。小齿轮96与齿条轴97接合。一对车轮98经由连接杆等与齿条轴97的两端连接。
当驾驶员转动方向盘91时，与方向盘91连接的转向轴92转动。转向轴92的转动通过小齿轮96变为齿条轴97的平移运动，以及一对车轮98根据齿条轴97的位移量被转向一定角度。
电动助力转向设备80设置有输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助扭矩的马达81、用作动力传输部件的减速齿轮82、扭矩传感器10、ECU 85等。虽然在图1中马达81和ECU 85具有单独的本体，但是马达81和ECU 85也可以被组合成具有一个本体。
减速齿轮82降低了马达81的转速，并且将马达81的转动传输至转向轴92。也就是说，虽然本实施例的电动助力转向设备80是“柱辅助型”，但是设备80还可以是将马达81的转动传输至齿条轴97的“齿条辅助型”。换言之，虽然在本实施例中转向轴92是“驱动对象”，但是齿条轴97也可以是“驱动对象”。在后面描述ECU 85的细节。
如图2所示，扭矩传感器10设置有输入轴11、输出轴12、扭力杆13、多极磁体15、磁轭16、作为感测对象的磁通收集模块20、传感器单元40等。
扭力杆13具有分别与输入轴11连接的一端，以及通过销14与输出轴12连接的另一端，并且将输入轴11和输出轴12连接在同一轴线上(即，将轴11和轴12同轴连接在转动轴线O上)。扭力杆13是棒状的弹性构件，并且将应用于转向轴92的扭矩转换成扭转位移。
多极磁体15形成为圆筒形状并且被固定至输入轴11。在多极磁体15上，沿圆周轮番磁化N极和S极。虽然可以任意确定磁极的数量，但是在本实施例中将N极和S极的数量配置为12对，具有总共24个磁极。
磁轭16通过由非磁材料(例如，树脂)(未示出)制成的轭附接部件保持，并且在由多极磁体15产生的磁场中形成磁路。
磁轭16包括第一轭17和第二轭18，以及第一轭17设置在轭16靠近输入轴11的一侧，第二轭18设置在轭16靠近输出轴12的另一侧。第一轭17和第二轭18两者具有环形形状并且采用软磁材料制成，并且在多极磁体15外部的半径上固定地附接至输出轴12。
磁通收集模块20包括磁通收集环21和磁通收集环22。磁通收集环21和磁通收集环22被布置在磁轭16外部的半径上，并且收集来自磁轭16的磁通。第一磁通收集环21设置在模块20靠近输入轴11的一侧，以及第二磁通收集环22设置在模块20靠近输出轴12的另一侧。第一磁通收集环21和第二磁通收集环22通过由夹物模压等形成的未示出的磁通收集环保持器构件保持。
第一磁通收集环21包括(i)采用软磁材料制成的基本上为环形的环形部件211，以及(ii)朝向环形部件211外部的半径从环形部件211突出的两个磁通收集部件215。可以将磁通收集部件215的数量配置为与下面提及的传感器部件55、传感器部件65的数量相匹配。
第二磁通收集环22包括(i)采用软磁材料制成的基本上为环形的环形部件221，类似于第一磁通收集环21，以及朝向环形部件221外部的半径从环形部件221突出的两个磁通收集部件225。
在本实施例中，第一磁通收集环21和第二磁通收集环22具有基本上相同的形式。
第一磁通收集环21的磁通收集部件215和第二磁通收集环22的磁通收集部件225被布置成彼此面对，并且具有基本上平行布置的相应的相对表面。
磁性传感器50和磁性传感器60被布置在磁通收集部件215与磁通收集部件225之间的位置处。
传感器单元40包括基板41以及磁性传感器50和磁性传感器60。
基板41形成为板状，近似于矩形形状，并且磁性传感器50和磁性传感器60安装在基板41上。磁性传感器50和磁性传感器60安装在基板41的同一表面上。
第一磁性传感器50以恒定间隔向ECU 85输出第一输出信号Sd10，以及第二磁性传感器60以恒定间隔向ECU 85输出第二输出信号Sd20。
如图3所示，第一磁性传感器50具有密封部件53和第一传感器部55，以及第二磁性传感器60具有密封部件63和第二传感器部65。
与第一磁性传感器50有关的配置在下文中被指定为50多的编号或500多的编号，以及与第二磁性传感器60有关的配置在下文中被指定为60多的编号或600多的编号，暗示相同的最后一位数字或最后两位数字表示相同的部件/配置。下文中，描述集中在第一磁性传感器50上，并且在任何适当的时候，不重复传感器60的相同配置。
密封部件53对实现为基本上为平面形状和矩形形状的半导体芯片等的第一传感器部55进行密封。密封部件53具有分别设置在密封部件53上并且从密封部件53突出的电源端子531、通信端子532以及接地端子533。
第一磁性传感器50的电源端子531通过第一电源线路111连接至ECU 85，第一磁性传感器50的通信端子532通过第一通信线路112连接至ECU 85，以及第一磁性传感器50的接地端子533通过第一接地线路113连接至ECU 85。
此外，在第二磁性传感器60中，电源端子631通过第二电源线路121连接至ECU 85，通信端子632通过第二通信线路122连接至ECU 85，以及接地端子633通过第二接地线路123连接至ECU 85。
将调节到预定电压值(例如，5[V])的电压从未示出的ECU 85的调节器提供给电源端子531和电源端子631。接地端子533和接地端子633经由ECU 85接地。
通信端子532和第一通信线路112用于第一磁性传感器50与ECU 85之间的通信。根据本实施例，将第一输出信号Sd10经由通信端子532和第一通信线路112从第一磁性传感器50传输至ECU 85。
此外，通信端子632和第二通信线路122用于第二磁性传感器60与ECU 85之间的通信。根据本实施例，将第二输出信号Sd20经由通信端子632和第二通信线路122从第二磁性传感器60传输至ECU 85。
第一传感器部55包括第一主传感器元件551、第一副传感器元件552、模拟/数字(A/D)转换电路553和模拟/数字(A/D)转换电路554、第一输出电路555等。
传感器元件551和传感器元件552是对磁通收集部件215与磁通收集部件225之间的磁通进行检测的相应磁通检测元件。在本实施例中，传感器元件551和传感器元件552分别实施为霍尔元件。在本实施例中，虽然为了区分第一输出信号Sd10中的信号的顺序(即，信号的序列)将传感器元件551和传感器元件552指定为“主”元件和“副”元件，但是第一主传感器元件551和第一副传感器元件552基本上是相同的元件。
A/D转换电路553对由第一主传感器元件551检测到的感测值进行A/D转换。A/D转换电路554对由第一副传感器元件552检测到的感测值进行A/D转换。
第一输出电路555基于由传感器元件551和传感器元件552检测到的并且已进行A/D转换的感测值生成第一输出信号Sd10。
因此，通过单边四位字节传输(SENT)通信方法以预设间隔将由此生成的第一输出信号Sd10经由通信端子532传输至ECU 85，单边四位字节传输(SENT)通信方法是一种类型的数字通信。
第二输出电路655基于由传感器元件651和传感器元件652检测到的并且已进行A/D转换的感测值生成第二输出信号Sd20。
通过SENT通信方法以预设间隔将通过第二输出电路655生成的第二输出信号Sd20经由通信端子632传输至ECU 85。
在后面描述输出信号Sd10和输出信号Sd20的细节。
ECU 85包括微控制器等，并且具有作为功能块的信号获得器851、异常确定器855、计算器858等。
信号获得器851获得从磁性传感器50和磁性传感器60传输的输出信号Sd10和输出信号Sd20。
异常确定器855确定传感器部55、传感器部65的异常。
在后面描述异常确定的细节。
计算器858通过使用与在其中没有发生异常的传感器部的感测值对应的数据值来执行各种计算。根据本实施例，计算器858基于数据值计算转向扭矩。然后将计算出的转向扭矩用于马达81的驱动控制。更实际地，计算器858基于转向扭矩计算扭矩指令值。ECU 85基于扭矩指令值通过常规方法(例如，通过反馈控制)来控制马达81的驱动。
在ECU 85中执行的每个处理可以是通过执行预先存储在CPU中的程序的软件处理，或者可以是由专用电子电路执行的硬件处理。
基于图4描述第一输出信号Sd10的细节。
图4中的比特等仅是示例，并且根据电信标准等进行适当地设置。
如图4所示，第一输出信号Sd10包括同步信号、状态信号、第一主信号D11、第一副信号D12、循环冗余校验(CRC)信号以及暂停信号，并且第一输出信号Sd10以此顺序作为一系列信号被输出。
第二输出信号Sd20包括状态信号、第二主信号D21、第二副信号D22、CRC信号以及暂停信号，并且第二输出信号Sd20以此顺序作为一系列信号被输出。
由于第一输出信号Sd10和第二输出信号Sd20基本上相同，所以下面的描述集中在第一输出信号Sd10上。
同步信号是用于对磁性传感器50和ECU 85的时钟进行同步的信号，并且在本实施例中被设置为56计时数(tick)。
在本实施例中，基于同步信号的长度计算校正系数，并且通过使用校正系数对每个信号进行校正。采用校正系数校正的信号用于下述的异常确定处理。
第一主信号D11是基于传感器元件551的感测值的信号，以及第一副信号D12是基于传感器元件552的感测值的信号。在本实施例中，基于传感器元件551和传感器元件552在信号生成时的感测值生成第一主信号D11和第一副信号D12。
还可以以比第一输出信号Sd10的信号周期Ps短的周期来更新感测值，以及可以基于使用最新的感测值分别生成信号D11、信号D12、信号D21、信号D22。
第一主信号D11和第一副信号D12两者是3个四位字节(＝12比特)，并且作为数据部分共有6个四位字节。数据内容至少由1个四位字节表示，这是根据通信规范限定的。
在本实施例中，第一传感器部55的内部处理不涉及通过加法/减法/乘法/除法等将来自传感器元件551和传感器元件552的多个感测值构成一个聚集数据的聚集处理或者从多个感测值中选择一个感测值的选择处理。也就是说，“按原样”使用来自传感器元件551、传感器元件552的感测值来生成第一主信号D11和第一副信号D12以在ECU 85中使用每个感测值。
这同样适用于第二主信号D21和第二副信号D22。
如图5所示，第一主信号D11和第一副信号D12是根据磁通收集部件215与磁通收集部件225之间的磁通的信号并且关于特定中心值彼此反转。在本实施例中，特定中心值是输出代码的50％值。
更实际地，如图中实线L1所示，当磁通密度等于或小于Bmin时，第一主信号D11采用下限值KL，以及当磁通密度等于或大于Bmax时，第一主信号D11采用上限值KH，并且D11的信号值随着磁通密度从Bmin到Bmax的增大而增大。
此外，如图中虚线L2所示，当磁通密度等于或小于Bmin时，第一副信号D12采用上限值KH，以及当磁通密度等于或大于Bmax时，第一副信号D12采用下限值KL，并且D12的信号值随着磁通密度从Bmin到Bmax的增大而减小。应注意，值KL可以等于0％，以及值KH可以等于100％。
在图4中，为了说明和简化，将第一主信号D11和第一副信号D12示出为相同脉冲。然而，根据磁通密度的感测值，针对信号D11和信号D12的脉冲实际上是关于特定中心值的反转脉冲。
类似于第一主信号D11，第二主信号D21是随着磁通密度的增大而增大的信号，以及类似于第一副信号D12，第二副信号D22是随着磁通密度的增大而减小的信号。
另外，第二主信号D21可以被配置为类似于第一副信号D12，以及第二副信号D22可以被配置为类似于第一主信号D11。
根据本实施例，由于第一主信号D11和第一副信号D12彼此反转，所以计算第一主信号D11和第一副信号D12的总和作为预设值(此后“理论附加值Va”)。
根据本实施例，由于第一主信号D11和第一副信号D12分别是3个四位字节的信号，理论附加值Va是最大值“FFF”，“FFF”是3个数位的最大二进制数据。此外，当第一主信号D11或者第一副信号D12具有异常时，计算第一主信号D11和第一副信号D12的总和作为不同于理论附加值Va的不同值。
这同样适用于第二主信号D21和第二副信号D22。
返回图4，CRC信号是用于检测通信错误的信号，以及基于信号D11和信号D12计算CRC信号的长度。暂停信号是在输出下面的同步信号之前期间输出的信号。
基于图6所示的流程图描述本实施例的异常确定处理。
当磁性传感器50和磁性传感器60以及ECU 85被接通时进行异常确定处理。
在步骤S101(下文中，“步骤”简单标记为符号“S”)中，信号获得器851获得输出信号Sd10和输出信号Sd20。
在S102中，异常确定器855基于第一输出信号Sd10的CRC信号确定第一输出信号Sd10的通信是否正常。当确定第一输出信号Sd10的通信异常(S102：否)时，处理行进至S105。当确定第一输出信号Sd10的通信正常(S102：是)时，处理行进至S103。
在S103中，异常确定器855确定第一主信号D11和第一副信号D12是否正常。当第一主信号D11和第一副信号D12的总和采用包含理论附加值Va的预设范围内的值时，确定信号D11和信号D12都正常，而当总和在预设范围外时，确定信号D11或信号D12异常。
当第一主信号D11和第一副信号D12被确定为正常(S103：是)时，处理行进至S104。当第一主信号D11或第一副信号D12被确定为异常(S103：否)时，处理行进至S105。
在S104中，由异常确定器855确定第一传感器部55正常。在S105中，异常确定器855确定第一传感器部55异常。
在S104或S105随后的S106中，异常确定器855基于第二输出信号Sd20的CRC信号确定第二输出信号Sd20的通信是否正常。
当第二输出信号Sd20的通信被确定为异常(S106：否)时，处理行进至S109。当第二输出信号Sd20的通信被确定为正常(S106：是)时，处理行进至S107。
在S107中，异常确定器855确定第二主信号D21和第二副信号D22是否正常。当第二主信号D21和第二副信号D22的总和采用包含理论附加值Va的预设范围内的值时，确定信号D21和信号D22正常，以及当总和在预设范围外时，确定信号D21或信号D22异常。
当第二主信号D21和第二副信号D22被确定为正常(S107：是)时，处理行进至S108。当第二主信号D21或第二副信号D22被确定为异常(S107：否)时，处理行进至S109。
在S108中，异常确定器855确定第二传感器部65正常。在S109中，异常确定器855确定第二传感器部65异常。
在S110中，异常确定器855确定传感器部55和传感器部65两者是否异常。
当确定输出信号Sd10和输出信号Sd20两者异常(S110：是)时，不进行S111中的对转向扭矩的计算。当确定两个传感器部55和传感器部65中的至少一个传感器部正常(S110：否)时，处理行进至S111。
在S111中，通过计算器858使用来自被确定为正常的传感器部55和传感器部65的输出信号Sd10和输出信号Sd20来计算转向扭矩。
更实际地，当输出信号Sd10和输出信号Sd20两者都正常时，对于扭矩计算，可以使用多个信号D11、D12、D21和D22的平均值等，或者还可以使用信号D11、信号D12、信号D21和信号D22中的仅一个信号的值。
当输出信号Sd10和输出信号Sd20中仅一个输出信号正常时，对于扭矩计算，类似于上述，可以使用主信号和副信号的平均值等，或者还可以使用Sd10和Sd20中的正常信号的主信号或副信号。
在本实施例的异常确定处理中，即使检测到第一传感器部55的异常，也要继续进行第二传感器部65的异常监测。类似地，即使检测到第二传感器部65的异常，也要继续进行第一传感器部55的异常监测。
因此，即使当传感器部55和传感器部65之一异常时，在继续正常传感器部55或65的自身监测的情况下，ECU 85也可以继续进行扭矩计算以及具有与正常时候(即，在当两个传感器部都没有异常时)相同的准确度。
在本实施例中，通过数字通信将第一输出信号Sd10从第一传感器部55传输至ECU 85。通过使用数字通信而不是模拟通信，通过单线(即，通过通信线路112)传输的第一输出信号Sd10能够包括与来自多个传感器元件551、552的每个感测值对应的信号。
因此，ECU 85能够接收从传感器元件551、传感器元件552两者传输的信息(即，与两个传感器元件的每个感测值对应的信号)。这同样适用于从第二传感器部65传输的第二输出信号Sd20。
根据本实施例，即使当输出信号Sd10或输出信号Sd20被确定为异常时，ECU 85也不向传感器部55和传感器部65提供任何关于信号Sd10或信号Sd20的这种异常的通知，并且传感器部55和传感器部65继续传输输出信号Sd10和输出信号Sd20。然后，ECU 85基于异常确定结果自行选择用于扭矩计算的信号。
因此，不需要传感器部55和传感器部65两者具有用于错误/异常处理的结构/配置，这有利于传感器部55和传感器部65的更简单的配置，以及有利于减少传感器部55和传感器部65的故障率。
如上面所充分详细描述的，本实施例的传感器装置1设置有多个传感器部55和65以及ECU 85。
第一传感器部55具有多个传感器元件551和552以及第一输出电路555。传感器元件551和传感器元件552对关于感测对象的第一物理量(例如，磁通收集部件215与磁通收集部件225之间的磁通密度)进行检测。
第一输出电路555生成第一输出信号Sd10，第一输出信号Sd10包括与来自传感器元件551和传感器元件552的感测值分别对应的第一主信号D11和第一副信号D12，以及第一输出电路555对包括信号D11和信号D12的信号Sd10进行传输。
第二传感器部65具有多个传感器元件651和652以及第二输出电路655。传感器元件651和传感器元件652对关于磁通收集模块20的第一物理量进行检测。
第二输出电路655生成第二输出信号Sd12，第二输出信号Sd12包括与来自传感器元件651和传感器元件652的感测值分别对应的第二主信号D21和第二副信号D22，以及第二输出电路655对包括信号D21和信号D22的信号Sd12进行传输。
ECU 85具有信号获得器851、异常确定器855以及计算器858。
信号获得器851获得第一输出信号Sd10和第二输出信号Sd20。
异常确定器855确定传感器部55和传感器部65的异常。
计算器858基于正常输出信号Sd10和Sd20计算第二物理量(例如，转向扭矩)。
根据本实施例，通过数字通信将包括第一主信号D11和第一副信号D12的第一输出信号Sd10传输至ECU 85，第一主信号D11和第一副信号D12是与多个传感器元件551和552的感测值分别对应的数据信号。
类似地，通过数字通信将包括第二主信号D21和第二副信号D22的第二输出信号Sd20传输至ECU 85，第二主信号D21和第二副信号D22是与多个传感器元件651和652的感测值分别对应的数据信号。
因此，ECU 85能够使用与来自多个传感器元件的感测值分别对应的信号D11、信号D12、信号D21和信号D22。
此外，第一传感器部55具有多个传感器元件551和552，以及第二传感器部65具有多个传感器元件651和652。因此，即使当第二传感器部65具有异常时，异常确定器855也能够基于来自正常第一传感器部55的多个传感器元件551和552的感测值继续第一传感器部55的自身监测。
类似地，即使当第一传感器部55具有异常时，异常确定器855也能够基于来自正常第二传感器部65的多个传感器元件651和652的感测值继续第二传感器部65的自身监测。
因此，即使当传感器部55和传感器部65的一部分异常时，在继续正常传感器部55或65的异常监测的情况下，ECU 85也能够继续计算转向扭矩以及具有与正常时候即当所有的传感器部55和传感器部65都正常时相同的准确度。
异常确定器855确定第一传感器部55的异常，第一传感器部55基于第一主信号D11和第一副信号D12传输第一输出信号Sd10，第一主信号D11和第一副信号D12是包括在第一输出信号Sd10中的多个数据信号。
异常确定器855确定第二传感器部65的异常，第二传感器部65基于第二主信号D21和第二副信号D22传输第二输出信号Sd20，第二主信号D21和第二副信号D22是包括在第二输出信号Sd20中的多个数据信号。
因此，异常确定器855能够适当地确定传感器部55和传感器部65的异常。此外，即使当传感器部55和传感器部65的一部分具有异常时，异常确定器855也能够继续传感器部55和传感器部65中的一个正常传感器部的异常监测。
当检测到异常时，传感器部55和传感器部65继续传输输出信号Sd10和输出信号Sd20。在这种情况下，ECU 85根据异常确定结果选择要被用于扭矩计算的信号。
因此，不需要传感器部55和传感器部65两者具有用于错误/异常处理的结构/配置，这有利于传感器部55和传感器部65的更简单的配置，以及有利于减少传感器部55和传感器部65的故障率。
用于检测通信错误的CRC信号包括在输出信号Sd10和输出信号Sd20中。因此，通信错误是可适当检测的。
第一主信号D11、第一副信号D12、第二主信号D21以及第二副信号D22由四位字节表示。从而，信号D11、信号D12、信号D21和信号D22通过SENT通信被传输至ECU 85。
传感器元件551、传感器元件552、传感器元件651和传感器元件652是用于对感测对象的磁通的变化进行检测的相应磁通检测元件。此外，传感器元件551、传感器元件552、传感器元件651和传感器元件652根据扭矩的变化来检测磁通的变化。
计算器858计算作为第二物理量的扭矩。更特别地，在本实施例中，第二物理量是转向扭矩。
也就是说，传感器元件551、传感器元件552、传感器元件651和传感器元件652根据转向系统90中的扭力杆13的扭转位移量对磁通的变化进行检测，并且传感器装置1用于扭矩传感器10中。由此，转向扭矩是可适当检测的。
此外，即使当传感器部55和传感器部65的一部分异常时，在继续传感器部55和传感器部65中的一个正常传感器部的自身监测的情况下，ECU 85也可以继续计算转向扭矩以及具有与正常时候相同的准确度。
电动助力转向设备80设置有传感器装置1、马达81和减速齿轮82。马达81输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助扭矩。减速齿轮82将马达81的扭矩传输至作为驱动对象的转向轴92。ECU 85基于根据第一主信号D11、第一副信号D12、第二主信号D21以及第二副信号D21中的至少一个计算出的转向扭矩来控制马达81的驱动。
由于本实施例的电动助力转向设备80即使当传感器部55和传感器部65的一部分具有异常时也能够根据转向扭矩继续辅助驾驶员对方向盘91的转向操作，所以电动助力转向设备80有助于改进车辆的安全性。
当在检测到传感器部55和传感器部65的一部分异常后继续对转向操作进行辅助时，ECU 85可以优选地向驾驶员通知关于传感器部55和传感器部65的一部分的异常。
在本实施例中，第一传感器部55和第二传感器部65对应于“传感器部”，以及第一主传感器元件551、第一副传感器元件552、第二主传感器元件651和第二副传感器元件652对应于“传感器元件”，以及第一输出电路555和第二输出电路655对应于“输出电路”。
第一主信号D11、第一副信号D12、第二主信号D21和第二副信号D22对应于“数据信号”，以及第一输出信号Sd10和第二输出信号Sd20对应于“输出信号。”
(第二实施例)
图7示出了本公开的第二实施例。
本实施例与上述实施例的不同之处在于关于异常确定处理，本实施例的其他部分与上述实施例相同。因此，对本实施例的描述集中在这样的不同上。
基于图7所示的流程图描述本实施例的异常确定处理。
S151的处理与图6中的处理S101相同。
在S152中，异常确定器855确定是否获得第一输出信号Sd10。当未获得第一输出信号Sd10(S152：否)时，假设第一传感器部55已经被确定为异常，并且处理行进至S158。当获得第一输出信号Sd10(S152：是)时，处理行进至S153。
S153至S156的处理与S102至S105的处理相同。当S153或S154中得到否定确定时，处理行进至S156。
在S156随后的S157中，异常确定器855向第一传感器部55传输第一异常信息，第一异常信息是指示第一传感器部55异常的信息。当接收到第一异常信息时，第一传感器部55停止传输第一输出信号Sd10。
在S155或S157随后的S158中，异常确定器855确定是否获得第二输出信号Sd20。当未获得第二输出信号Sd20(S158：否)时，假设第二传感器部65已经被确定为异常，并且处理行进至S164。当获得第二输出信号Sd20(S156：是)时，处理行进至S159。
S159至S162的处理与S106至S109的处理相同。当S159或S160得到否定确定时，处理行进至S162。
在S162随后的S163中，异常确定器855向第二传感器部65传输第二异常信息，第二异常信息是指示第二传感器部65异常的信息。当接收到第二异常信息时，第二传感器部65停止传输第二输出信号Sd20。
S164和S165的处理与S110和S111的处理相同。
根据本实施例，当确定第一传感器部55异常时，异常确定器855向第一传感器部55传输表示第一传感器部55异常的第一异常信息。然后，被确定为具有异常的第一传感器部55停止传输第一输出信号Sd10。
此外，当确定第二传感器部65异常时，异常确定器855向第二传感器部65传输表示第二传感器部65异常的第二异常信息。然后，被确定为具有异常的第二传感器部65停止传输第二输出信号Sd20。
以此方式，可以跳过已被确定为异常的关于异常传感器部55或65的异常确定，从而使ECU 85免于这种确定的计算负荷。
此外，可以实现与上述实施例相同的效果。
根据本实施例，第一异常信息和第二异常信息对应于“异常信息”。
(第三实施例)
基于图8至图11描述本公开的第三实施例。
如图8所示，本实施例的传感器装置2在第一传感器部56和第二传感器部66的配置方面不同于上述实施例。
在本实施例中，第一传感器部56具有第一主传感器元件551、第一副传感器元件552、A/D转换电路553和A/D转换电路554、第一输出电路555以及自身监测部556。也就是说，本实施例的第一传感器部56具有自身监测部556，这不同于上述实施例中的传感器部55。类似地，本实施例的第二传感器部66具有自身监测部656，这不同于上述实施例中的第二传感器部65。
自身监测部556对第一主传感器元件551的感测值与第一副传感器元件552的感测值进行比较，并且执行第一主传感器元件551和第一副传感器元件552的异常确定。
当第一主传感器元件551的感测值和第一副传感器元件552的感测值相互匹配时，确定第一主传感器元件551和第一副传感器元件552正常，以及当两个感测值不匹配时，确定第一主传感器元件551或第一副传感器元件552异常。
当确定第一主传感器元件551或第一副传感器元件552异常时，第一输出电路555停止传输第一输出信号Sd10。
文中，当感测值的差等于或小于预设值时，确定感测值相互匹配，以及当感测值的差大于预设值时，确定感测值不匹配。
对于由自身监测部556进行的异常监测，可以使用AD转换之后的值或AD转换之前的值。
这同样适用于由自身监测部656进行的异常监测。
自身监测部656对第二主传感器元件651的感测值与第二副传感器元件652的感测值进行比较，并且执行第二主传感器元件651和第二副传感器元件652的异常确定。
当第二主传感器元件651的感测值和第二副传感器元件652的感测值相互匹配时，确定第二主传感器元件651和第二副传感器元件652正常，以及当两个感测值不匹配时，确定第二主传感器元件651或第二副传感器元件652异常。
当确定第二主传感器元件651或第二副传感器元件652异常时，第二输出电路655停止传输第二输出信号Sd20。
基于图9至图11的流程图描述本实施例的异常确定处理。
图9示出了第一传感器部55中的处理的流程图，图10示出了第二传感器部65中的处理的流程图，以及图11示出了ECU 85中的处理的流程图。
图9至图11所描述的各处理可以是通过执行预先存储在CPU中的程序的软件处理，或者可以是由专用电子电路执行的硬件处理。
在图9中的S211中，自身监测部556确定第一主传感器元件551和第一副传感器元件552是否正常。当自身监测部556确定第一主传感器元件551和第一副传感器元件552正常(S211：是)时，处理行进至S212。当自身监测部556确定第一主传感器元件551或第一副传感器元件552异常(S211：否)时，处理行进至S213。
在S212中，第一输出电路555传输第一输出信号Sd10。
在S213中，第一输出电路555停止传输第一输出信号Sd10。也就是说，第一输出电路555不传输第一输出信号Sd10。
在图10中的S221中，自身监测部656确定第二主传感器元件651和第二副传感器元件652是否正常。当自身监测部656确定第二主传感器元件651和第二副传感器元件652正常(S221：是)时，处理行进至S222。当自身监测部656确定第二主传感器元件651或第二副传感器元件652异常(S221：否)时，处理行进至S223。
在S222中，第二输出电路655传输第二输出信号Sd20。
在S223中，第二输出电路655停止传输第二输出信号Sd20。也就是说，第二输出电路655不传输第二输出信号Sd20。
图11中的S251的处理与图6中的S101的处理一样。
在S252中，异常确定器855确定是否接收到第一输出信号Sd10。当异常确定器855确定未接收到第一输出信号Sd10(S252：否)时，处理行进至S255。当异常确定器855确定接收到第一输出信号Sd10(S252：是)时，处理行进至S253。
在S253中，类似于S102，异常确定器855基于CRC信号确定第一输出信号Sd10的通信是否正常。当确定第一输出信号Sd10的通信正常(S253：是)时，处理行进至S254。当确定第一输出信号Sd10的通信异常(S253：否)时，处理行进至S255。
S254和S255的处理与S104和S105的处理相同。也就是说，根据本实施例，当未接收到第一输出信号Sd10时，在S255中，异常确定器855确定第一传感器部55异常。此外，由于自身监测部556执行传感器元件551和传感器元件552的异常监测，所以在接收到第一输出信号Sd10并且在通信中没有观察到异常的情况下，在S254中，异常确定器855确定第一输出信号Sd10正常。
在S254或S255随后的S256中，异常确定器855确定是否接收到第二输出信号Sd20。当异常确定器855确定未接收到第二输出信号Sd20(S256：否)时，处理行进至S259。当异常确定器855确定接收到第二输出信号Sd20(S256：是)时，处理行进至S257。
在S257中，类似于S106，根据CRC信号，异常确定器855确定第二输出信号Sd20的通信是否正常。当异常确定器855确定第二输出信号Sd20的通信正常(S257：是)时，处理行进至S258。当异常确定器855确定第二输出信号Sd20的通信异常(S257：否)时，处理行进至S259。
S258和S259的处理与S108和S109的处理相同。也就是说，根据本实施例，当未接收到第二输出信号Sd20时，在S259中，异常确定器855确定第二传感器部65异常。此外，由于自身监测部656执行传感器元件651和传感器元件652的异常监测，所以当接收到第二输出信号Sd20并且在通信中没有观察到异常时，在S258中，异常确定器855确定第二输出信号Sd20正常。
S260和S261的处理与S110的处理和S111的处理相同。
根据本实施例，传感器部55和传感器部65具有对感测值的异常进行检测的自身监测部556和自身监测部656。
异常确定器855基于自身监测部556和自身监测部656的异常确定结果确定传感器部55和传感器部65的异常。由此，减少了通过ECU 85的处理，以及降低了ECU 85的计算负荷。
此外，即使当第二传感器部65异常即当“其他”传感器部异常时，第一传感器部55也可以继续第一传感器部55本身的自身监测。
类似地，即使当第一传感器部55异常时，第二传感器部65也可以继续自身监测。
更特别地，当通过自身监测部556/656检测到异常时，传感器部55/65停止传输输出信号Sd10/Sd20。当从传感器部55/65获得输出信号Sd10/Sd20时，异常确定器855确定传感器部55/65异常。从而，ECU 85可以基于通过传感器部55、传感器部65的自身监测的异常确定结果适当地确定传感器部55、传感器部65的异常。
此外，可以实现与上述实施例相同的效果。
(第四实施例)
图12和图13示出了本公开的第四实施例。
由于本实施例中的传感器装置2的“硬件”配置与第三实施例中的相同，所以在下面不再重复描述传感器装置2。
图12和图13示出了本实施例的异常确定处理。
图12示出了第一传感器部55中的处理，以及图13示出了第二传感器部65中的处理。
在图12中，与图9的流程图的不同之处在于用S214替代S213。也就是说，在确定第一主传感器元件551或第一副传感器元件552异常(S211：否)随后的S214中，替代传输正常第一输出信号Sd10，第一输出电路555向ECU 85传输异常模式，异常模式表示第一主传感器元件551或第一副传感器元件552异常。
在图13中，与图10的流程图的不同之处在于用S224替代S223。也就是说，在确定第二主传感器元件651或第二副传感器元件652异常(S221：否)随后的S224中，替代传输正常第二输出信号Sd20，第二输出电路655向ECU 85传输异常模式，异常模式表示第二主传感器元件651或第二副传感器元件652异常。
由ECU 85执行的处理与图6中的处理相同，除了S103和S107的处理不同。在本实施例中，当从第一传感器部56传输的信号是异常模式时，S103的处理产生否定确定，以及，当来自第一传感器部56的信号不是异常模式时，S103的处理产生肯定确定。
在S107中，当从第二传感器部66传输的信号是异常模式时，S107的处理产生否定确定，以及，当从第二传感器部66传输的信号不是异常模式时，S107的处理产生肯定确定。
根据本实施例，当通过自身监测部556/656确定为异常时，传感器部55/65向ECU 85传输表示自身监测部556/656异常的异常模式。
当获得来自传感器部55/65的显示异常模式的信号时，异常确定器855确定传输异常模式的传感器部55/65异常。
即使在这种方式下，也可以基于通过传感器部55和传感器部65的自身监测的异常确定结果，适当地确定传感器部55和传感器部65的异常，类似于上述实施例。此外，简化了ECU 85中关于异常确定的处理。
还可以实现与上述实施例相同的效果。
(其他实施例)
(a)输出信号
在上述实施例中，第一主信号和第一副信号彼此反转，以及第二主信号和第二副信号彼此反转。
在其他实施例中，第一主信号和第一副信号不一定彼此反转，以及第二主信号和第二副信号不一定彼此反转。
在上述实施例中，通信错误检测信号是CRC信号。
在其他实施例中，只要信号用于在控制器中对通信错误进行检测，则可以使用除了CRC信号以外的其他信号。此外，输出信号不需要包括通信错误检测信号。
在其他实施例中，输出信号可以包括关于每次传输输出信号时被更新的更新计数器的信息。例如，关于更新计数器的信息包括在状态信号中。通过传输关于更新计数器的信息，确定两次传输同样的数据是由与先前感测的相同感测结果引起的还是由数据粘附错误引起的。
在上述实施例中，第一主信号、第一副信号、第二主信号以及第二副信号由四位字节表示。
在其他实施例中，第一主信号、第一副信号、第二主信号以及第二副信号可以以除了四位字节以外的其他形式来表示。
在上述实施例中，输出信号通过SENT通信方法传输至控制器。
在其他实施例中，只要通信方法能够在输出信号中包括与多个感测值分别对应的数据信号，则通信方法可以是任何方法。
在上述实施例中，采用预定周期将第一输出信号和第二输出信号传输至控制器。
在其他实施例中，可以以与例如从控制器传输的触发信号同步的方式将第一输出信号和第二输出信号传输至控制器。此外，用于控制输出信号的传输定时的定时信号可以从传感器部中的一个传感器部传输至另一个传感器部。
第一输出信号和第二输出信号的传输定时可以是相同的定时，或者可以是不同的定时。
例如，第一输出信号的传输定时可以相对于第二输出信号的传输定时偏移半个信号周期，从而使控制器能够每半个信号周期接收输出信号，这表面上看起来改进了通信速度。
(b)传感器部
在上述实施例中，在一个传感器部中设置两个传感器元件。
在其他实施例中，可以在一个传感器部中设置三个或更多个传感器元件。
如果一个传感器部具有三个或更多个传感器元件，则传感器部可以通过大多数确定来识别异常传感器元件。通过识别具有异常的异常传感器元件，在至少有两个正常传感器元件的情况下，异常监测是可继续的。
在上述实施例中，多个传感器部被密封/模制在相应的不同封装中。
在其他实施例中，多个传感器部可以被密封/模制在一个封装中作为一个封装。
在上述实施例中，多个磁性传感器以并排放置的方式被安装在一个基板的同一表面上。
在其他实施例中，多个磁性传感器可以被安装在一个基板的两个表面上，或者以任何布置被安装在一个基板上。此外，多个磁性传感器可以不必安装在一个基板上。
在上述实施例中，传感器元件是霍尔元件。
在其他实施例中，传感器元件可以是除了霍尔元件以外的其他磁性检测元件，或者可以是对除了磁性以外的其他物理量的变化进行检测的元件。
在上述实施例中，传感器部用作对转向扭矩进行检测的扭矩传感器。
在其他实施例中，例如，传感器部可以用作除了扭矩传感器以外的其他传感器(例如，对压力进行检测的压力传感器)。也就是说，在计算器中计算的物理量可以是除了转向扭矩以外的其他扭矩，并且可以是除了扭矩以外的其他物理量。
在上述实施例中，感测对象是磁通收集模块。
在其他实施例中，感测对象可以是除了磁通收集模块以外的其他任何物质。
(c)异常确定处理
在上述实施例中，控制器执行第一传感器部的异常确定之后执行第二传感器部的异常确定。
在其他实施例中，第一传感器部的异常确定可以在第二传感器部的异常确定之后进行，或者可以并行执行多个传感器部的异常确定。
(d)传感器装置
在上述实施例中，将传感器装置应用于电动助力转向设备。
在其他实施例中，可以将传感器装置应用于除了电动助力转向设备以外的其他车辆中装置，并且还可以应用于未设置在车辆中的其他装置。
虽然已经参照附图关于优选实施例描述了本公开内容，但是要注意的是对于本领域技术人员而言各种改变和修改将变得明显，并且这样的改变、修改和总结的方案要被理解为在本公开内容的通过所附权利要求限定的范围内。

Claims (12)

1.一种传感器装置，包括：
多个传感器部(55，56，65，66)，所述多个传感器部分别包括：
多个传感器元件(551，552，651，652)，所述多个传感器元件对感测对象(20)的第一物理量进行感测；和
输出电路(555，655)，所述输出电路生成并传输输出信号，所述输出信号包括与由所述多个传感器元件分别感测的感测值对应的数据信号；以及
控制器(85)，所述控制器包括：
信号获得器(851)，所述信号获得器获得所述输出信号；
异常确定器(855)，所述异常确定器确定所述多个传感器部中的每个传感器部的异常；和
计算器(858)，所述计算器基于来自所述多个传感器部之一的通过所述异常确定器确定为处于正常状态的输出信号来计算第二物理量。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器基于包括在所述输出信号中的多个数据信号确定所述多个传感器部中的已传输所述输出信号的一个传感器部的异常。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，
所述传感器部被配置为即使在所述传感器部中检测到异常的情况下也继续传输所述输出信号。
4.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器向已被确定为异常的异常传感器部传输异常信息，所述异常信息指示所述传感器部的异常，以及
已接收到所述异常信息的所述传感器部停止传输所述输出信号。
5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述传感器部(56，66)包括自身监测部(556，656)，所述自身监测部对所述感测值的异常进行感测，以及
所述异常确定器基于所述自身监测部的异常感测结果确定所述传感器部的异常。
6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中，
当所述自身监测部感测到异常时，所述传感器部向所述控制器传输异常模式，所述异常模式指示具有异常，以及
当所述异常确定器获得作为来自所述传感器部的信号的所述异常模式时，所述异常确定器确定已传输所述异常模式的所述传感器部的异常。
7.根据权利要求5所述的传感器装置，其中，
当所述自身监测部感测到异常时，所述传感器部停止传输所述输出信号，以及
当从所述传感器部未获得任何输出信号时，所述异常确定器确定无输出信号传感器部的异常。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器装置，其中，
所述输出信号包括通信错误检测信号。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器装置，其中，
所述数据信号由四位字节表示。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的传感器装置，其中，
所述多个传感器元件中的每个传感器元件是对来自所述感测对象的磁通的变化进行感测的磁通感测元件。
11.根据权利要求10所述的传感器装置，其中，
所述多个传感器元件中的每个传感器元件根据扭矩的变化来感测磁通的变化，以及
所述计算器计算作为所述第二物理量的所述扭矩。
12.一种电动助力转向设备，包括：
根据权利要求11所述的传感器装置(1，2)；
马达(81)，所述马达输出辅助扭矩，所述辅助扭矩用于辅助驾驶员对转向构件(91)的转向操作；以及
动力传输部件(82)，所述动力传输部件将所述马达的所述辅助扭矩传输至驱动对象(92)，其中，
所述第二物理量是转向扭矩，以及
所述控制器基于所述转向扭矩驱动所述马达。
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