CN106404249A - 传感器装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种传感器装置(1)，包括传感器(50，60)和电子控制单元(ECU)(85)。传感器(50)包括传感器元件(551，552)、信号比较器(556)和信号发送器(557)。信号比较器(556)比较来自传感器元件中的一个传感器元件(551)的第一主检测值和来自传感器元件中的另一传感器元件(552)的第一副检测值。当第一主检测值和第一副检测值相匹配时，信号发送器(557)生成并发送输出信号(Sd10)，该输出信号包括与第一主检测值对应的第一主信号(D11)且不包括与第一副检测值对应的第一副信号(D12)。以此方式，可以在不降低来自传感器部的输出信号的可靠性的情况下改进传感器装置的响应性。

Description

传感器装置
技术领域
本公开总体上涉及传感器装置。
背景技术
例如，如在专利文献1中公开的传感器装置设置有传感器部，该传感器部具有两个检测器和基于从传感器部发送的信号进行操作/计算的控制器。更特别地，专利文献，即日本专利公开第2015-046770号(专利文献1)中的传感器装置具有扭矩传感器和微控制器。扭矩传感器包括两个霍尔元件和生成并发送输出信号的接口电路，该输出信号包括与来自霍尔元件的检测值分别对应的两个检测信号。微控制器对从扭矩传感器发送的两个检测信号进行比较，用于确定霍尔元件的异常。
一般而言，从扭矩传感器发送的输出信号的长度越短，来自扭矩传感器的输出信号的传输间隔可以越短，从而改进传感器装置的响应性。然而，专利文献1中的装置通过串行传输来向微控制器发送两个检测信号，以使得能够通过微控制器进行霍尔元件的异常确定。因此，相比于一个检测信号的传输，专利文献1中的装置具有更长的输出信号长度，从而增大了传输间隔以及降低了响应性。
发明内容
本公开的目的是提供一种传感器装置，该传感器装置能够在不降低从传感器部发送的输出信号的可靠性的情况下具有改进的响应性。
在本公开的一方面，一种传感器装置包括：一个或更多个传感器部和控制器。传感器部包括分别对关于检测对象的量进行检测的主检测器和副检测器，对来自主检测器的主检测值和来自副检测器的副检测值进行比较的信号比较器，以及当主检测值和副检测值相匹配时，生成并发送输出信号的信号发送器，该输出信号包括与主检测值对应的主信号且不包括与副检测值对应的副信号。控制器包括获得输出信号的信号获得器，和基于由信号获得器获得的输出信号执行计算的计算器。
根据本公开内容，传感器部包括对主检测值和副检测值进行比较的信号比较器。因此，能够使得传感器部确定每个检测器的异常。此外，当每个检测器正常时，通过生成并发送包括主信号且不包括副信号的输出信号，可以减小(即缩短或缩小)输出信号的信号长度。因此，在不降低从传感器部发送的输出信号的可靠性的情况下，可以改进传感器装置的响应性。
贯穿整个说明书和权利要求书，主检测值与副检测值相匹配不仅是指主检测值与副检测值之间完全匹配，而且也是指主检测值与副检测值之间部分匹配，即，当主检测值与副检测值之间的差等于或小于预设值时。因此，换句话说，主检测值和副检测值不匹配是指主检测值与副检测值之间的差大于预设值。
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图示；
图2是本公开的第一实施例中的扭矩传感器的立体分解透视图；
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当主检测值和副检测值相匹配时的输出信号的时序图；
图5是本公开的第一实施例中当主检测值和副检测值不匹配时的输出信号的时序图；
图6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7是本公开的第一实施例中的第一磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；
图8是本公开的第一实施例中的第二磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；
图9是本公开的第一实施例中的ECU中的处理的流程图；
图10是本公开的第二实施例中的ECU中的处理的流程图；
图11是本公开的第三实施例中的ECU中的处理的第一流程图；
图12是本公开的第三实施例中的ECU中的处理的第二流程图；
图13是本公开的第三实施例中的ECU中的处理的第三流程图；
图14是本公开的第四实施例中的第一磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；
图15是本公开的第四实施例中的第二磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；
图16是本公开的第四实施例中的ECU中的处理的流程图；
图17是本公开的第五实施例中的第一磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；
图18是本公开的第五实施例中的第二磁性传感器的接口电路中的处理的流程图；以及
图19是本公开的第五实施例中的ECU中的处理的流程图。
具体实施方式
下文中，基于附图描述本公开的多个实施例。
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。第一磁性传感器50和第二磁性传感器60是权利要求中的“传感器部”。ECU 85是权利要求中的“控制器”。
描述了具有电动助力转向设备80的转向系统90的整体配置。如图1所示，作为转向部件的方向盘91与转向轴92连接。
转向轴92具有输入轴11和输出轴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施加至转向轴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的与输入轴11相对的一端。小齿轮96与齿条轴97接合。一对车轮98经由横拉杆(tie rod)等与齿条轴97的两端连接。
当驾驶员旋转方向盘91时，与方向盘91连接的转向轴92旋转。转向轴92的旋转通过小齿轮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设置有马达81、减速齿轮82、扭矩传感器10、ECU 85等，该马达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。虽然在图1中马达81和ECU85具有单独的主体，但是马达81和ECU 85也可以被组合成具有一个主体。
减速齿轮82降低马达81的转速，并且将马达81的旋转传输至转向轴92。也就是说，虽然本实施例的电动助力转向设备80是所谓的“转向柱辅助型(column assistanttype)”，但是设备80还可以是将马达81的旋转传输至齿条轴97的“齿条辅助型(rackassist type)”。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、扭杆(torsion bar)13、多极磁体15、磁轭(magnetic yoke)16、检测对象如磁通收集模块20、传感器单元40等。
扭杆13分别具有与输入轴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同轴地连接在旋转轴线O上。扭杆13是棒状的弹性构件，并且将施加于转向轴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，沿着外围轮流地磁化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)形成并且未示出的轭附接部件来保持，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，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用软磁材料制成，并且在多极磁体15的径向外部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的径向外部，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(insert molding)等形成的未示出的磁通收集环保持器构件来保持。
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)从环形部件211朝向径向外部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磁性传感器50、磁性传感器60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，以及从环形部件221朝向径向外部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。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向ECU 85输出，即发送第一输出信号Sd10，以及第二磁性传感器60向ECU 85输出，即发送第二输出信号Sd20。
如图3所示，第一磁性传感器50具有密封体53和第一芯片55，以及第二磁性传感器60具有密封体63和第二芯片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，意味着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。
密封体53对第一芯片55进行密封。密封体53具有分别设置在密封体53上并且从密封体53突出的电源端子531、通信端子532以及接地端子533。
电源端子531通过第一电源线路111连接至ECU 85，密封体53的通信端子532通过第一通信线路112连接至ECU 85，以及密封体53的接地端子533通过第一接地线路113连接至ECU 85。
此外，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的电压从ECU 85的调节器(未示出)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发送至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发送至ECU 85。
第一芯片55包括第一主传感器元件551(即，主检测器)、第一副传感器元件552(即，副检测器)、模拟至数字(A/D)转换电路553和554、第一接口电路555等。
传感器元件551和传感器元件552分别是对磁通收集部件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。虽然为了区分第一输出信号Sd10中的信号顺序，即信号的序列，在本实施例中将传感器元件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对表示由第一主传感器元件551检测到的第一主检测值的模拟信号进行A/D转换。A/D转换电路554对表示由第一副传感器元件552检测到的第一副检测值的模拟信号进行A/D转换。
第一接口电路555具有信号比较器556和信号发送器557。信号比较器556对第一主检测值与第一副检测值进行比较。特别地，确定第一主检测值和第一副检测值是否相匹配。
根据本实施例，当这两个检测值之间的差等于或小于预定值时，认为这两个检测值相匹配，以及当这两个检测值之间的差大于预定值时，这两个检测值不匹配(即，可以认为这两个(即，两个)检测值不匹配、不相等或者相互不同)。
信号发送器557基于信号比较器556的比较结果生成第一输出信号Sd10。由发送器557生成的第一输出信号Sd10通过单边半字节传输(Single Edge Nibble Transmission)(SENT)通信经由通信端子532发送至ECU 85，单边四位字节传输(SENT)通信是一种类型的数字通信。
根据本实施例，当第一主检测值和第一副检测值相匹配时，信号发送器557生成并发送第一输出信号Sd10，该第一输出信号Sd10包括与第一主检测值对应的第一主信号，并且不包括与第一副检测值对应的第一副信号。
此外，当第一主检测值和第一副检测值不匹配时，信号发送器557生成并发送包括第一主信号和第一副信号两者的第一输出信号Sd10。稍后描述第一输出信号Sd10的细节。
第二接口电路655具有信号比较器656和信号发送器657。信号比较656对来自第二主传感器元件651的第二主检测值与第二副传感器元件652的第二副检测值进行比较。特别地，确定第二主检测值和第二副检测值是否相匹配。
根据本实施例，当这两个检测值之间的差等于或小于预定值时，认为这两个检测值相匹配，以及当这两个检测值的差大于预定值时，认为这两个(即两个)检测值不匹配。
信号发送器657基于比较器656的比较结果生成第二输出信号Sd20，由发送器657生成的第二输出信号Sd20通过SENT通信经由通信端子632发送至ECU 85。
根据本实施例，当第二主检测值和第二副检测值相匹配时，信号发送器657生成并发送第二输出信号Sd20，该第二输出信号Sd20包括与第二主检测值对应的第二主信号，并且不包括与第二副检测值对应的第二副信号。
此外，当第二主检测值和第二副检测值不匹配时，信号发送器657生成包括第二主信号和第二副信号两者的第二输出信号Sd20。稍后描述第二输出信号Sd20的细节。
虽然设置在本实施例的接口电路555和接口电路655中的每个功能部中的处理是由针对这种处理的专用电子电路进行的硬件处理，但是该处理也可以是通过由CPU执行所存储的程序而进行的软件处理。
ECU 85包括微控制器等，并且包括信号获得器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发送的输出信号Sd10和输出信号Sd20。
异常确定器855确定磁性传感器50和磁性传感器60是正常还是异常。稍后描述异常确定的细节。
计算器858基于从磁性传感器50和磁性传感器60中被确定为正常的磁性传感器发送的输出信号来执行各种操作/计算。
根据本实施例，计算器858基于输出信号来计算转向扭矩的目标值。计算出的转向扭矩的目标值被用于马达81的驱动控制。
设置在ECU 85中的每个功能部中的处理可以是通过由CPU执行所存储的程序进行的软件处理，或者可以是由专用电子电路进行的硬件处理。
现在，基于图4和图5描述第一输出信号Sd10的细节。由于第一输出信号Sd10和第二输出信号Sd20基本上是相同的，所以下面的描述集中在第一输出信号Sd10。应注意，图4和图5中所示的比特数仅是示例，并且可以根据电信标准等任意地设置。
第一输出信号Sd10的内容根据第一主检测值和第一副检测值之间的匹配而不同。也就是说，如图4所示，当第一主检测值和第一副检测值相匹配，即第一主检测值等于第一副检测值时，第一输出信号Sd10包括同步信号、状态信号、第一主信号D11、循环冗余校验(CRC)信号和暂停信号，并且第一输出信号Sd10以上述顺序作为一系列信号被输出。
另一方面，如图5所示，当第一主检测值和第一副检测值不匹配(即失配或不同)，或者第一主检测值不等于第一副检测值时，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、CRC信号和暂停信号，并且第一输出信号Sd10以上述顺序作为一系列信号被输出。
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时钟滴答(tick)。根据本实施例，基于同步信号的长度来计算校正系数，并且通过使用校正系数对每个信号进行校正。为了执行稍后描述的异常确定处理，使用了通过校正系数校正的经校正信号。
第一主信号D11和第一副信号D12分别被设置为具有3个半字节(3nibbles)(＝12比特)。根据通信标准，由每个信号表示的数据的内容可以具有至少1个半字节。
如图6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，并且关于某一中心值彼此反转。在本实施例中，某一中心值是输出码的50％值。
更实际地，如实线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增大到Bmax而增大。
此外，如虚线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增大到Bmax而减小。应注意，值KL可以等于0％，以及值KH可以等于100％。
在图5中，为了说明和简化目的，将第一主信号D11和第一副信号D12示出为相同脉冲。然而，根据磁通密度的检测值，用于信号D11和信号D12的脉冲实际上是关于某一中心值的反转脉冲。
当由第一主信号D11指示的数据值被指定作为第一主数据值，以及由第一副信号D12指示的数据值被指定作为第一副数据值时，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(此后称为“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分别被设置为3个半字节的信号，所以理论附加值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。
返回图4，CRC信号是用于检测通信错误的信号，并且基于信号D11和信号D12计算CRC信号的长度。暂停信号是在输出后面的同步信号之前的时段中输出的信号。
接下来，将参照图7至图9描述接口电路555和接口电路655中的处理以及ECU 85中的处理。当磁性传感器50和磁性传感器60以及ECU 85被开启时执行这些处理。
图7示出了接口电路555中的处理。在图7的步骤S101(以下，省略“步骤”并且使用符号“S”)中，信号比较器556确定第一主检测值和第一副检测值是否相匹配。当确定第一主检测值和第一副检测值相匹配(S101：是)时，处理进行至S102。当确定第一主检测值和第一副检测值不匹配(S101：否)时，处理进行至S103。
在S102中，信号发送器557生成并发送第一输出信号Sd10，该第一输出信号Sd10包括第一主信号D11并且不包括第一副信号D12。
在S103中，信号发送器557生成并发送包括第一主信号D11和第一副信号D12的第一输出信号Sd10。
图8示出了接口电路655中的处理。
在图8的S111中，信号比较器656确定第二主检测值和第二副检测值是否相匹配。当确定第二主检测值和第二副检测值相匹配(S111：是)时，处理进行至S112。当确定第二主检测值和第二副检测值不匹配(S111：否)时，处理进行至S113。
在S112中，信号发送器657生成并发送第二输出信号Sd20，该第二输出信号Sd20包括第二主信号D21并且不包括第二副信号D22。
在S113中，信号发送器657生成并发送包括第一主信号D21和第二副信号D22的第二输出信号Sd20。
图9示出了ECU 85中的处理。
在图9的S121中，信号获得器851获得输出信号Sd10和输出信号Sd20。
在S122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。当第一输出信号Sd10的通信被确定为异常(S122：否)时，处理进行至S125。当第一输出信号Sd10的通信被确定为正常(S122：是)时，处理进行至S123。
在S123中，异常确定器855确定第一副信号D12是否被包括在第一输出信号Sd10中。例如，当在第一输出信号Sd10中，状态信号与CRC信号之间的脉冲数为六个时，确定第一副信号D12被包括在第一输出信号Sd10中。当确定第一副信号D12被包括在第一输出信号Sd10中(S123：是)时，处理进行至S125。当确定第一副信号D12未被包括在第一输出信号Sd10中(S123：否)时，处理进行至S124。
在S124中，异常确定器855确定第一磁性传感器50正常。
在S125中，异常确定器855确定第一磁性传感器50异常。
在S124或S125之后的S126中，异常确定器855基于第二输出信号Sd20的CRC信号来确定第二输出信号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(S126：否)时，处理进行至S129。
当第二输出信号Sd20的通信被确定为正常(S126：是)时，处理进行至S127。
在S127中，异常确定器855确定第二副信号D22是否被包括在第二输出信号Sd20中。例如，当在第二输出信号Sd20中，状态信号与CRC信号之间的脉冲数为六个时，确定第二副信号D22被包括在第二输出信号Sd20中。当确定第二副信号D22被包括在第二输出信号Sd20中(S127：是)时，处理进行至S129。当确定第二副信号D22未被包括在第二输出信号Sd20中(S127：否)时，处理进行至S128。
在S128中，异常确定器855确定第二磁性传感器60正常。
在S129中，异常确定器855确定第二磁性传感器60异常。
在S130中，确定磁性传感器50和磁性传感器60两者是否都异常。当磁性传感器50和磁性传感器60两者都被确定为异常(S130：是)时，不执行S131中的转向扭矩的计算。当确定磁性传感器50和磁性传感器60中至少之一正常(S130：否)时，处理进行至S131。
在S131中，计算器858通过使用从磁性传感器50和磁性传感器60中被确定为正常的磁性传感器发送的输出信号的主信号来计算转向扭矩。
当磁性传感器50和磁性传感器60两者都正常时，第一主信号D11和第二主信号D21的平均值等可以被使用，或者第一主信号D11或第二主信号D21中的任一个可以被用于转向扭矩计算。
如上面所充分详细描述的，本实施例的传感器装置1设置有两个磁性传感器50和60以及ECU 85。
第一磁性传感器50具有两个传感器元件551和552以及第一接口电路555，第一接口电路555包括信号比较器556和信号发送器557。传感器元件551和传感器元件552对有关检测对象的量(即磁通收集部件215与磁通收集部件225之间的磁通密度)进行检测。
信号比较器556对来自第一主传感器元件551的第一主检测值与来自第一副传感器元件552的第一副检测值进行比较。
当第一主检测值和第一副检测值相匹配时，信号发送器557生成并发送第一输出信号Sd10，该第一输出信号Sd10包括与第一主检测值对应的第一主信号D11，并且不包括与第一副检测值对应的第一副信号D12。
第二磁性传感器60以与第一磁性传感器50相同的方式来配置。
ECU 85具有信号获得器851和计算器858。信号获得器851获得第一输出信号Sd10和第二输出信号Sd20。
计算器858基于由信号获得器851获得的输出信号Sd10和输出信号Sd20来执行计算。
由于对主检测值与副检测值进行比较的信号比较器556和信号比较器656被设置在磁性传感器50和磁性传感器60中，所以在磁性传感器50和磁性传感器60中，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的异常是可确定的。
此外，当传感器元件551和传感器元件552正常时，通过以选择性地包括主信号和副信号(即包括主信号但不包括副信号)的方式生成并发送第一输出信号Sd10，第一输出信号Sd10的长度相对短。也就是说，相比于图5中所示的第一输出信号Sd10的传输时段Ps2，图4中所示的第一输出信号Sd10的传输时段Ps1变得较短。这同样适用于第二输出信号Sd20。因此，在不降低从磁性传感器50和磁性传感器60发送的输出信号Sd10和输出信号Sd20的可靠性的情况下，使得传感器装置1能够具有改进的响应性。
在第一实施例中，当第一主检测值和第一副检测值不匹配时，信号发送器557生成并发送包括第一主信号D11和第一副信号D12的第一输出信号Sd10。
当第二主检测值和第二副检测值不匹配时，信号发送器657生成并发送包括第二主信号D21和第二副信号D22的第二输出信号Sd20。
当第一副信号D12被包括在由信号获得器851获得的第一输出信号Sd10中时，ECU85的异常确定器855确定第一磁性传感器50异常。此外，当第二副信号D22被包括在由信号获得器851获得的第二输出信号Sd20中时，异常确定器855确定第二磁性传感器60异常。
以此方式，ECU 85可以基于副信号D12和副信号D22是否存在(即是否被包括在输出信号Sd10和输出信号Sd20中)来确定磁性传感器50和磁性传感器60的异常。
在第一实施例中，第一芯片55具有多个(即两个或更多个)传感器元件551和552，以及第二芯片65具有多个(即两个或更多个)传感器元件651和652。
因此，即使当在第二磁性传感器60中产生异常时，异常确定器855也能够基于被确定为正常的第一磁性传感器50的两个或更多个传感器元件551和552的检测值来继续第一磁性传感器50的自身监测。
类似地，即使当在第一磁性传感器50中产生异常时，异常确定器855也能够基于被确定为正常的第二磁性传感器60的两个或更多个传感器元件651和652的检测值来继续第二磁性传感器60的自身监测。
因此，即使当在两个磁性传感器50和60中的一个中产生异常时，ECU 85也能够继续两个磁性传感器50和60中的另一个(即正常的一个)的自身/异常监测，同时采用与两个传感器正常时相同的精度计算转向扭矩的计算结果。
此外，在第一实施例中，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输出辅助扭矩以用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作。减速齿轮82将马达81的扭矩传输至转向轴92，转向轴92是马达81的驱动对象。ECU 85基于转向扭矩控制马达81的驱动。
在第一实施例中，即使当在磁性传感器50和磁性传感器60中的一个中产生异常时，由于用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的转向辅助是根据转向扭矩而可持续的，所以可以改进车辆安全性。
当在产生异常的状态下继续转向辅助时，ECU 85可以优选地通过使用警告灯、语音引导等向驾驶员通知异常。
(第二实施例)
图10示出了本公开的第二实施例。
在第二实施例中，接口电路555和接口电路655中的处理与第一实施例中的处理相同，ECU 85中的异常确定处理与第一实施例不同。下文中，将参照图10所示的流程图来描述异常确定处理。
图10中的S141至S144中的每个步骤的处理与图9中的S121至S124中的每个步骤的处理相同。当在S142中进行否定确定并且当在S143中进行肯定确定时，处理进行至S145。
在S145中，异常确定器855确定由第一输出信号Sd10的第一主信号D11指示的主数据值和由第一副信号D12指示的副数据值的反转值是否相匹配。当确定副数据值的反转值和主数据值相匹配(S145：是)时，处理进行至S146。当确定副数据值的反转值和主数据值不匹配(S145：否)时，处理进行至S147。
在S146中，异常确定器855确定第一磁性传感器50异常，或者更具体地，确定信号比较器556异常。S147至S150中的每个步骤的处理与图9中的S125至S128中的每个步骤的处理相同。
当在S148中进行否定确定并且当在S149中进行肯定确定时，处理进行至S151。
在S151中，异常确定器855确定由第二输出信号Sd20的第二主信号D21指示的主数据值和由第二副信号D22指示的副数据值的反转值是否相匹配。当确定副数据值的反转值和主数据值相匹配(S151：是)时，处理进行至S152。当确定副数据值的反转值和主数据值不匹配(S151：否)时，处理进行至S153。
在S152中，异常确定器855确定第二磁性传感器60异常，或者更具体地，确定信号比较器656异常。
S153至S155中的每个步骤的处理与图9中的S129至S131中的每个步骤的处理相同。
在上述的第二实施例中，当(i)第一副信号D12被包括在由信号获得器851获得的第一输出信号Sd10中以及(ii)第一输出信号Sd10的主数据值和第一输出信号Sd10的副数据值的反转值相匹配时，异常确定器855确定第一磁性传感器50的信号比较器556异常。由此，磁性传感器50中的异常确定器556可以确定信号比较器556异常。
此外，当(i)第二副信号D22被包括在由信号获得器851获得的第二输出信号Sd20中以及(ii)第二输出信号Sd20的主数据值和第二输出信号Sd20的副数据值的反转值相匹配时，异常确定器855确定第二磁性传感器60的信号比较器656异常。由此，异常确定器855可以确定信号比较器656异常。
(第三实施例)
图11至图13示出了本公开的第三实施例。在第三实施例中，接口电路555和接口电路655中的处理与第一实施例中的处理相同，ECU 85中的异常确定处理与第一实施例不同。下文中，将参照图11至图13所示的流程图来描述异常确定处理。
图11中的S161至S163中的每个步骤的处理与图9中的S121至S123中的每个步骤的处理相同。当在S162中进行否定确定并且当在S163中进行肯定确定时，处理进行至S169。
在S164中，异常确定器855确定第一异常确定标志Fa是否被设置(即，Fa＝1)，其指示第一磁性传感器50被确定为异常。
当确定第一异常确定标志Fa被设置(S164：是)时，处理进行至图12的S165。
当确定第一异常确定标志Fa未被设置(即，Fa＝0)(S164：否)时，处理进行至S168。
在S165中，异常确定器855确定第二异常确定标志Fb是否被设置(即，Fb＝1)，其指示第二磁性传感器60被确定为异常。
当确定第二异常确定标志Fb被设置(S165：是)时，处理进行至图11的S169。
当确定第二异常确定标志Fb未被设置(即，Fb＝0)(S165：否)时，处理进行至S166。
在S166中，异常确定器855确定(a)从第一磁性传感器50发送的第一输出信号Sd10的第一主信号D11所指示的主数据值和(b)从第二磁性传感器60发送的第二输出信号Sd20的第二主信号D21所指示的主数据值是否相匹配。
当确定该两个主数据值相匹配(S166：是)时，处理进行至S167。
当确定该两个主数据值不匹配(S166：否)时，处理进行至图11的S169。
在S167中，异常确定器855重置第一异常确定标志Fa(即，Fa＝0)，指出第一磁性传感器50已经从异常状态恢复。在S167之后，处理进行至图11的S168。
返回到图11的描述，在S168中，异常确定器855确定第一磁性传感器50正常。在S168之后，处理进行至S170。
在S169中，异常确定器855确定第一磁性传感器50异常，并且第一异常确定标志Fa被设置(即，Fa＝1)。在S169之后，处理进行至S170。
S170至S171中的每个步骤的处理与图9中的S126至S127中的每个步骤的处理相同。当在S170进行否定确定并且当在S171中进行肯定确定时，处理进行至S177。
在S172中，异常确定器855确定第二异常确定标志Fb是否被设置(即，Fb＝1)。当确定第二异常确定标志Fb被设置(S172：是)时，处理进行至图13的S173。当确定第二异常确定标志Fb未被设置(即，Fb＝0)(S172：否)时，处理进行至S176。
在图13的S173中，异常确定器855确定第一异常确定标志Fa是否被设置。当确定第一异常确定标志Fa被设置(即，Fa＝1)(S173：是)时，处理进行至图11的S177。当确定第一异常确定标志Fa未被设置(即，Fa＝0)(S173：否)时，处理进行至S174。
在S174中，异常确定器855确定(a)从第一磁性传感器50发送的第一输出信号Sd10的第一主信号D11所指示的主数据值和(b)从第二磁性传感器60发送的第二输出信号Sd20的第二主信号D21所指示的主数据值是否相匹配。
当确定该两个主数据值相匹配(S174：是)时，处理进行至S175。
当确定该两个主数据值不匹配(S175：否)时，处理进行至图11的S177。
在S175中，异常确定器855重置第二异常确定标志Fb(即，Fb＝0)，指出第二磁性传感器60已经从异常状态恢复。在S175之后，处理进行至图11的S176。
返回到图11的描述，在S176中，异常确定器855确定第二磁性传感器60正常。在S176之后，处理进行至S178。
在S177中，可以确定异常确定器855确定第二磁性传感器60异常，并且第二异常确定标志Fb被设置(即，Fb＝1)。在S177之后，处理进行至S178。
S178至S179中的每个步骤的处理与图9中的S130至S131中的每个步骤的处理相同。
在上述的第三实施例中，当(a)第一磁性传感器50被确定为异常，(b)第一副信号D12未被包括在从第一磁性传感器50发送的第一输出信号Sd10中，(c)第二磁性传感器60未被确定为异常，以及(d)从第一磁性传感器50发送的第一输出信号Sd10的第一主信号D11所指示的主数据值和从第二磁性传感器60发送的第二输出信号Sd20的第二主信号D21所指示的主数据值相匹配时，异常确定器855确定第一磁性传感器50已经从异常状态恢复，并且现在正常。
以此方式，可以确定第一磁性传感器50在从异常状态恢复之后正常。
此外，当(a)第二磁性传感器60被确定为异常，(b)第二副信号D22未被包括在从第二磁性传感器60发送的第二输出信号Sd20中，(c)第一磁性传感器50未被确定为异常，以及(d)从第一磁性传感器50发送的第一输出信号Sd10的第一主信号D11所指示的主数据值和从第二磁性传感器60发送的第二输出信号Sd20的第二主信号D21所指示的主数据值相匹配时，异常确定器855确定第二磁性传感器60已经从异常状态恢复，并且现在正常。
以此方式，可以确定第二磁性传感器60在从异常状态恢复之后正常。
(第四实施例)
图14至图16示出了本公开的第四实施例。在第四实施例中，接口电路555和接口电路655中的处理以及ECU 85中的异常确定处理都与第一实施例不同。下文中，将参照图14至图16所示的流程图来描述每个处理。
图14的S181至S182的处理与图7的S101至S102的处理相同。
在S183中，信号发送器557生成并发送包括第一主信号D11和第一标志信号D13的第一输出信号Sd10。第一标志信号D13是表示第一主检测值和第一副检测值不匹配的信号。例如，为了区别第一标志信号D13与其他信号，第一标志信号D13的脉冲长度被设置为与其他信号的脉冲长度不同。
图15中的S191至S192中的每个步骤的处理与图8中的S111至S112中的每个步骤的处理相同。
在S193中，信号发送器657生成并发送包括第二主信号D21和第二标志信号D23的第二输出信号Sd20。第二标志信号D23是表示第二主检测值和第二副检测值不匹配的信号。例如，为了区别第二标志信号D23与其他信号，第二标志信号D23的脉冲长度被设置为与其他信号的脉冲长度不同。
图16中的S201和S202中的每个步骤的处理与图9中的S121和S122中的每个步骤的处理相同。
在S203中，异常确定器855确定第一标志信号D13是否被包括在第一输出信号Sd10中。当确定第一标志信号D13被包括在第一输出信号Sd10中(S203：是)时，处理进行至S205。当确定第一标志信号D13未被包括在第一输出信号Sd10中(S203：否)时，处理进行至S204。
S204至S206中的每个步骤的处理与图9中的S124至S126中的每个步骤的处理相同。
在S207中，异常确定器855确定第二标志信号D23是否被包括在第二输出信号Sd20中。当确定第二标志信号D23被包括在第二输出信号Sd20中(S207：是)时，处理进行至S209。当确定第二标志信号D23未被包括在第二输出信号Sd20中(S207：否)时，处理进行至S208。
S208至S211中的每个步骤的处理与图9中的S128至S131中的每个步骤的处理相同。
在上述的第四实施例中，ECU 85可以基于标志信号D13和标志信号D23是否存在(即是否被包括在信号Sd10、信号Sd20中)来确定磁性传感器50和磁性传感器60的异常。
此外，标志信号D13和标志信号D23可以使数据大小小于副信号D12和副信号D22。因此，相比于发送副信号D12和副信号D22的第一实施例，当发送如第四实施例中所描述的标志信号D13和标志信号D23时，输出信号Sd10和输出信号Sd20的传输时间减小。
(第五实施例)
图17至图19示出了本公开的第五实施例。在第五实施例中，接口电路555和接口电路655中的处理以及ECU 85中的异常确定处理都与第一实施例不同。下文中，将参照图17至图19所示的流程图来描述每个处理。
图17中的S221至S222中的每个步骤的处理与图7中的S101至S102中的每个步骤的处理相同。
在S223中，信号发送器557不发送第一输出信号Sd10。也就是说，第一输出信号Sd10的传输被停止。
图18中的S231至S232中的每个步骤的处理与图8中的S111至S112中的每个步骤的处理相同。
在S233中，信号发送器657不发送第二输出信号Sd20。也就是说，第二输出信号Sd20的传输被停止。
图19中的S241和S242中的每个步骤的处理与图9中的S121和S122中的每个步骤的处理相同。
在S243中，异常确定器855确定是否已获得第一输出信号Sd10。当确定已获得第一输出信号Sd10(S243：是)时，处理进行至S244。当确定尚未获得第一输出信号Sd10(S243：否)时，处理进行至S245。
S244至S246中的每个步骤的处理与图9中的S124至S126中的每个步骤的处理相同。
在S247中，异常确定器855确定是否已获得第二输出信号Sd20。当确定已获得第二输出信号Sd20(S247：是)时，处理进行至S248。当确定尚未获得第二输出信号Sd20(S247：否)时，处理进行至S249。
S248至S251中的每个步骤的处理与图9中的S128至S131中的每个步骤的处理相同。
在上述的第五实施例的信号中，当主检测值和副检测值不匹配，即当怀疑传感器元件异常时，信号发送器557和信号发送器657停止输出信号Sd10和输出信号Sd20的传输，并且ECU 85可以基于是否已获得输出信号Sd10和输出信号Sd20来确定磁性传感器50和磁性传感器60的异常。
(其他实施例)
在其他实施例中，当可以如第四实施例中所述基于标志信号的存在来确定磁性传感器的异常时，可以同时确定磁性传感器从异常状态恢复，如第三实施例中所述。
也就是说，当(a)确定一个磁性传感器异常，和(b)标志信号未被包括在从该一个磁性传感器发送的输出信号中，以及(c)未确定另一磁性传感器异常，以及(d)从该一个磁性传感器发送的输出信号的主信号所指示的数据值和从另一磁性传感器发送的输出信号的主信号所指示的数据值相匹配时，异常确定器可以确定该一个磁性传感器在从异常状态恢复之后现在是正常的。
在其他实施例中，当可以如第五实施例中所述基于是否已获得输出信号来确定磁性传感器的异常时，可以同时确定磁性传感器从异常状态恢复，如在第三实施例中所述。
也就是说，当(a)确定一个磁性传感器异常，(b)信号获得器获得来自该一个磁性传感器的输出信号，(c)未确定另一磁性传感器异常，以及(d)从该一个磁性传感器发送的输出信号的主信号所指示的数据值和从另一磁性传感器发送的输出信号的主信号所指示的数据值相匹配时，异常确定器可以确定该一个磁性传感器在从异常状态恢复之后现在是正常的。
在上述实施例中被实现为CRC信号的通信错误检测信号还可以在其他实施例中被实现为除了CRC信号以外的其他任何信号，只要该信号可用于对控制器中的通信错误进行检测。此外，输出信号不需要包括通信错误检测信号。
此外，在其他实施例中，输出信号可以包括有关更新计数器的信息，在每次发送输出信号时更新该更新计数器。例如，有关更新计数器的信息可以被包括在状态信号中。通过发送有关更新计数器的信息，可以确定相同数据被发送两次是由(a)两个相同的检测结果还是(b)由于数据附着错误(data adhesion error)而引起的。
在上述实施例中由半字节表示的第一主信号、第一副信号、第二主信号以及第二副信号还可以在其他实施例中由除了半字节以外的其他任何形式来表示。
在上述实施例中通过SENT通信方法发送至控制器的输出信号还可以通过除了SENT方法以外的其他任何方法来发送至控制器，只要该通信方法能够在输出信号中包括分别对应于多个检测值的数据信号。
在其他实施例中，第一输出信号和第二输出信号可以被同时发送，或者可以被一个接一个地发送，即，在相同的传输定时或者在不同的传输定时被发送。例如，第一输出信号的传输定时可以从第二输出信号的传输定时偏移半个信号周期，从而使控制器能够在每半个信号周期接收输出信号，这表面上改进了通信速度。
在上述实施例中被实现为霍尔元件的传感器元件还可以在其他实施例中被实现为除了霍尔元件以外的其他任何磁性检测元件，或者还可以被实现为对除了磁性以外的其他物理量的变化进行检测的元件。
例如，在上述实施例中用作对转向扭矩进行检测的扭矩传感器的传感器部还可以在其他实施例中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，并且在其他实施例中可以是除了扭矩以外的其他物理量。
在上述实施例中被描述为磁通收集模块的感测对象在其他实施例中还可以是除了磁通收集模块以外的其他任何物质。
在上述实施例中在第一磁性传感器的异常确定之后执行第二磁性传感器的异常确定的控制器在其他实施例中还可以在第二磁性传感器的异常确定之后执行第一磁性传感器的异常确定，或者可以并行地执行两个或更多个磁性传感器的异常确定。
在上述实施例中应用于电动助力转向设备的传感器装置在其他实施例中还可以应用于除了电动助力转向设备以外的其他车辆中装置，或者还可以应用于不是设置在车辆中的其他装置。
虽然已经参照附图结合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所附权利要求所限定的本公开内容的范围内。

Claims (11)

1.一种传感器装置，包括：
一个或更多个传感器部(50，60)，每个传感器部包括：
主检测器(551，651)和副检测器(552，652)，所述主检测器(551，651)和所述副检测器(552，652)分别检测关于检测对象(20)的量；
信号比较器(556，656)，所述信号比较器(556，656)对来自所述主检测器的主检测值和来自所述副检测器的副检测值进行比较；
信号发送器(557，657)，当所述主检测值和所述副检测值相匹配时，所述信号发送器(557，657)生成并发送输出信号(Sd10，Sd20)，所述输出信号(Sd10，Sd20)包括与所述主检测值对应的主信号(D11，D21)且不包括与所述副检测值对应的副信号(D12，D22)；以及
控制器(85)，所述控制器(85)包括：
信号获得器(851)，所述信号获得器(851)获得所述输出信号(Sd10，Sd20)；和
计算器(858)，所述计算器(858)基于由所述信号获得器(851)获得的所述输出信号(Sd10，Sd20)执行计算。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
当所述主检测值和所述副检测值不匹配时，所述信号发送器(557，657)生成并发送包括所述主信号和所述副信号的输出信号，以及
所述控制器(85)包括异常确定器(855)，所述异常确定器(855)在由所述信号获得器(851)获得的所述输出信号包括所述副信号时确定已经发送了所述输出信号的传感器部异常。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器(855)在由所述信号获得器(851)获得的所述输出信号不包括副信号时确定已经发送了所述输出信号的传感器部正常。
4.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，
两个传感器部(50，60)被设置在所述传感器装置中，
所述异常确定器(855)用于：
(A)当(i)所述两个传感器部中的一个传感器部未被确定为异常，以及(ii)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号不包括副信号时，确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部正常，以及
(B)当(a)所述两个传感器部中的所述一个传感器部被确定为异常，
(b)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号不包括副信号，
(c)所述两个传感器部中的另一传感器部未被确定为异常，和
(d)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值和从所述两个传感器部中的所述另一传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值相匹配时，
确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部在从异常状态恢复之后正常。
5.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
当所述主检测值和所述副检测值不匹配时，所述信号发送器(557，657)生成并发送包括标志信号的输出信号，所述标志信号指示所述主检测值和所述副检测值不匹配，以及
所述控制器(85)包括异常确定器(855)，所述异常确定器(855)在由所述信号获得器(851)获得的所述输出信号包括所述标志信号时确定已经发送了所述输出信号的传感器部异常。
6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中，
所述控制器(85)包括所述异常确定器(855)，所述异常确定器(855)在由所述信号获得器(851)获得的所述输出信号不包括标志信号时确定已经发送了所述输出信号的传感器部正常。
7.根据权利要求5所述的传感器装置，其中，
两个传感器部(50，60)被设置在所述传感器装置中，
所述异常确定器(855)用于：
(A)当(i)所述两个传感器部中的一个传感器部未被确定为异常，以及(ii)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号不包括标志信号时，确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部正常，以及
(B)当(a)所述两个传感器部中的所述一个传感器部被确定为异常，
(b)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号不包括标志信号，
(c)所述两个传感器部中的另一传感器部未被确定为异常，和
(d)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值和从所述两个传感器部中的所述另一传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值相匹配时，
确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部在从异常状态恢复之后正常。
8.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
当所述主检测值和所述副检测值不匹配时，所述信号发送器(557，657)停止发送所述输出信号，以及
所述控制器(85)包括异常确定器(855)，所述异常确定器(855)在所述信号获得器(851)未获得输出信号时确定预期发送所述输出信号的传感器部异常。
9.根据权利要求8所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器(855)在所述信号获得器(851)获得所述输出信号时确定所述传感器部正常。
10.根据权利要求8所述的传感器装置，其中，
两个传感器部(50，60)被设置在所述传感器装置中，
所述异常确定器(855)用于：
(A)当(i)所述两个传感器部中的一个传感器部未被确定为异常，以及(ii)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号被所述信号获得器(851)获得时，确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部正常，以及
(B)当(a)所述两个传感器部中的所述一个传感器部被确定为异常，
(b)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号被所述信号获得器(851)获得，
(c)所述两个传感器部中的另一传感器部未被确定为异常，和
(d)从所述两个传感器部中的所述一个传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值和从所述两个传感器部中的所述另一传感器部发送的输出信号中的主信号的数据值相匹配时，
确定所述两个传感器部中的所述一个传感器部在从异常状态恢复之后正常。
11.根据权利要求3、4、6、7、9、10中任一项所述的传感器装置，其中，
所述计算器(858)基于从已经被所述异常确定器(855)确定为正常的传感器部发送的输出信号来执行计算。
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