CN106168520B - 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

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。一种实施例涉及一种传感器装置(1)，包括：传感器部(55、65)，其具有感测与磁通收集模块(20)有关的物理量的多个传感器元件；输出电路(555、655)，其生成并输出包括与来自传感器元件的感测值分别对应的数据信号的输出信号(Sd11，Sd12)；以及ECU(85)，其获得输出信号。ECU(85)包括识别异常传感器元件的异常确定器(855)。当多个传感器部中的至少两个分别具有至少一个正常传感器元件时，副传感器部(65)在从输出信号(Sd11)的自主传感器部(55)输出的输出定时起的经推移输出定时将输出信号(Sd12)从副传感器部(65)传输至ECU(85)。输出定时的这种推移量短于输出信号的一个信号周期。

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
本公开总体上涉及一种传感器装置和使用传感器装置的电动助力转向设备。
背景技术
通常，传感器装置将传感器数据发送至控制器。例如，在以下列出的专利文件——日本专利公开No.2013-546096(专利文件1)中，通过使用由控制器生成并且由双向节点接收的触发信号来对传感器数据的传输进行同步。
在这样的情况下，当控制器在同一定时处接收来自多个传感器的信号数据时，控制器侧的数据的更新周期与信号周期相同。因此，控制器侧的数据的更新周期不可能短于信号周期。另外，专利文件1并未提及传感器数据异常的情况(即，当传感器数据具有异常时发生的情况)。
发明内容
鉴于上述情况，本公开的目的是提供一种即使当传感器元件中的一部分具有异常时仍能够增大控制器的数据更新频率的传感器装置以及使用这样的传感器装置的电动助力转向设备。
在本公开的方面中，传感器装置设置有控制器以及多个传感器部。
多个传感器部分别安装有对感测对象的物理量进行感测的多个传感器元件以及生成和传输输出信号的输出电路，输出信号包括与由多个传感器元件感测的感测值分别对应的数据信号。
传感器装置还包括获得来自传感器部的输出信号的控制器。控制器或传感器部具有识别异常传感器元件(即，具有异常的传感器元件)的异常确定器。
当来自多个传感器部的至少两个传感器部中至少一个传感器元件正常时，从至少两个传感器部中之一传输输出信号的输出定时自从其他传感器部传输输出信号的输出定时推移(shift)了短于输出信号的一个信号周期的推移量。
根据本公开，当在传感器装置中设置有多个传感器部时，从多个传感器部的信号输出定时(即，从其他传感器部的输出定时起)彼此推移了短于一个信号周期的推移量。在这样的方式下，与在同一输出定时处从多个传感器部传输输出信号的传感器装置中的控制器的数据更新频率相比，本公开的传感器装置中的控制器的数据更新频率增大，这明显提高了通信速度。
另外，能够识别具有异常的传感器元件的异常确定器能够基于来自正常传感器元件的感测值实现连续计算。另外，当至少两个传感器部具有至少一个正常传感器元件时，能够通过推移至少两个传感器部中的输出信号的传输定时来提高控制器侧的数据更新频率。换言之，即使当传感器装置中的传感器元件中的一些传感器元件具有异常时，也基本上能够进行/继续高速通信。
附图说明
根据参照附图做出的以下详细描述，本公开的目的、特征和优点将会变得更明显，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示意图；
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磁性传感器的平面图；
图4是本公开的第一实施例中的传感器装置的框图；
图5是本公开的第一实施例中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数据信号和第二数据信号的例示图；
图7A/图7B是本公开的第一实施例中的通信周期的时序图；
图8是本公开的第一实施例中的通信处理的流程图；
图9是本公开的第二实施例中的传感器装置的框图；
图10是本公开的第二实施例中的触发信号和输出信号的时序图；以及
图11是本公开的第二实施例中的通信周期的时序图。
具体实施方式
在下文中，基于附图来描述本公开的传感器装置。在以下描述中，为了省去对相同/相似部件的描述，相同的部件具有相同的附图标记。
(第一实施例)
基于图1至图8来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应用于用于例如辅助车辆的转向操作的电动助力转向设备80，传感器装置1具有作为控制器的电子控制单元(ECU，Electronic ControlUnit)85以及主磁性传感器50和副磁性传感器60。
图1中示出了设置有电动助力转向设备80的转向***90的配置。
用作转向部件的方向盘91与转向轴92连接。
转向轴92具有作为第一轴的输入轴11以及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，在转向轴92上布置了感测扭矩的扭矩传感器10。在输出轴12的一端(即，输出轴12的远离输入轴11的相对端)上设置有小齿轮96。小齿轮96与齿条轴97啮合。在齿条轴97的两端上，一对车轮98经由连接杆等连接。
当车辆的驾驶员旋转方向盘91时，连接至方向盘91的转向轴92也旋转。转向轴92的旋转移动通过小齿轮96转换成齿条轴97的平移移动，并且一对车轮98根据齿条轴97的位移量被转动一个特定角度。
除了具有电机81——其输出用于辅助驾驶员对方向盘91的转向操作的辅助扭矩——之外，电动助力转向设备80还设置有减速齿轮82(即，动力传输部件)、扭矩传感器10、ECU 85等。虽然在图1中电机81和ECU 85具有两个单独的本体，但是它们也可以被组合成具有一个本体。
减速齿轮82减小电机81的旋转速度，并且将旋转传输至转向轴92。也就是说，虽然本实施例的电动助力转向设备80是“柱辅助型(column assist type)”，但是设备80也可以是将电机81的旋转传输至齿条轴97的“齿条辅助型(rack assist type)”。换言之，虽然在本实施例中转向轴92为“驱动对象”，但是齿条轴97也可以为“驱动对象”。
随后述及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、磁通收集模块20、传感器单元40等。
扭力杆13具有分别通过销14与输入轴11连接的一端以及与输出轴12连接的另一端，并且将输入轴11和输出轴12二者同轴地连接在相同的旋转轴O上。扭力杆13为棒/杆形状的圆柱形弹性构件，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为圆筒形构件，并且被固定地附接至输入轴11。多极磁体15沿圆周方向被交替地磁化成N极和S极。可以任意地确定磁极的数目，在本实施例中，具有12个N极和12个S极，即在12对磁极中总共有24个极。
磁轭16通过由非磁材料(例如，树脂)制成的轭保持器构件(未示出)保持，并且在由多极磁体15生成的磁场中用作磁通路。
磁轭16在接近输入轴11的一侧上具有第一轭17，并且在接近输出轴12的另一侧上具有第二轭18。第一轭17和第二轭18二者均具有环形形状并且由软磁材料制成，并且第一轭17和第二轭18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具有磁通收集环21和22。磁通收集环21和22被布置在磁轭16外部的半径上，并且分别收集来自磁轭16的磁通。第一磁通收集环21被布置在输入轴11上，并且第二磁通收集环22被布置在输出轴12上。第一磁通收集环21和第二磁通收集环22分别通过由夹物模压等等形成的磁通收集环保持器构件(未示出)保持。
第一磁通收集环21具有基本形成为环形的环形部件211以及从环形部件211朝环形部件211外部的半径突出的两个磁通收集部件215。磁通收集部件215根据传感器部55，65的数目形成。与第一环21相似，第二磁通收集环22具有基本形成为环形形状的环形部件221以及从环形部件221朝向环形部件211外部的半径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基本上具有相同的形状。
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被布置成具有彼此平行延伸的相对的表面。磁性传感器50和60被布置在磁通收集部件215和225之间的位置处。
传感器单元40具有基板41以及磁性传感器50和60。基板41被形成为近似矩形板形状，基板41上安装有磁性传感器50和60。磁性传感器50和60安装在基板41的同一表面上。
磁性传感器50和60根据扭力杆13的扭转位移的量以及扭转位移方向来检测磁通密度，并且通过数字通信将输出信号Sd11和Sd12输出至ECU 85。
主磁性传感器50的配置与副磁性传感器60的配置基本相同，并且传感器50和传感器60在基板41上面向相同方向并排安装。
主磁性传感器50和副磁性传感器60中的每个磁性传感器具有被布置在副磁性传感器60中的电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，该EEPROM存储其中两个传感器50、60中的一个用作主传感器并且另一个用作副传感器的配置。在本实施例中，主磁性传感器50用作主传感器，并且副磁性传感器60用作副传感器。
在本实施例中，主磁性传感器50以恒定的信号周期(例如，以1000微秒的周期)输出输出信号Sd11，并且副磁性传感器60在接收来自主磁性传感器50的定时信号St的定时输出输出信号Sd12。
在下文中，主磁性传感器50的部件具有被指定给主磁性传感器50的部件的50多和500多的编号，并且副磁性传感器60的部件具有被指定给副磁性传感器60的部件的60多和600多的编号其中，50/60或500/600中最后的一个或两个编号表示相同/相似的部件/功能。在下文中，描述主要关注主磁性传感器50，并且当合适时，省略对副磁性传感器60的对应物的描述。
如图3和图4所示，主磁性传感器50具有第一端子组51、第二端子组52、密封部件53、主传感器部55等。类似地，副磁性传感器60具有第一端子组61、第二端子组62、密封部件63、副传感器部65等。
如图3所示，第一端子组51和第二端子组52分别从密封部件53突出。更实际地，当在主磁性传感器50的密封部件53的一侧上设置有第一侧表面531并且在另一侧(即，相反侧)上设置有第二侧表面532时，第一端子组51从密封部件53的第一侧表面531突出，第二端子组52从密封部件53的第二侧表面532突出。第一端子组51和第二端子组52被布置成相对于中心线Ca轴对称。
在本实施例中，主磁性传感器50的第一端子组51以及副磁性传感器60的第二端子组62分别被布置在两个传感器50和60的组的“外部”，并且主磁性传感器50的第二端子组52以及副磁性传感器60的第一端子组61分别被布置在两个传感器50、60的组的“内部”。
第一端子组51包括八个端子，这八个端子分别被指定为从密封部件53的一端535起按顺序布置的第一端子511至第八端子518。类似地，第二端子组52包括八个端子，这八个端子分别被指定为从密封部件53的一端535起按顺序布置的第一端子521至第八端子528。在图3中，不对本公开中的不具有相关功能的端子指定编号。
根据本实施例，在第一端子组51中，第一端子511可以用作电源端子，以及第二端子512用作通信端子并且第三端子513用作接地端子。另外，在第二端子组52中，第一端子521可以用作电源端子，以及第二端子522用作通信端子并且第三端子523用作接地端子。
另外，由于类似的编号方案被应用于副磁性传感器60，这意味着在第一端子组61中，第一端子611可以用作电源端子，第二端子612可以用作通信端子，以及第三端子613可以用作接地端子。在第二端子组62中，第一端子621用作电源端子，第二端子622用作通信端子，以及第三端子623用作接地端子。
在本实施例中，被布置在外部的端子(即，主磁性传感器50的第一端子组51的电源端子、通信端子和接地端子以及副磁性传感器60的第二端子组62的电源端子、通信端子和接地端子)分别与ECU 85连接。更实际地，用作主磁性传感器50的电源端子的第一端子511与ECU 85通过电源线111连接，用作通信端子的第二端子512与ECU 85通过通信线112连接，以及用作接地端子的第三端子513与ECU 85通过接地线113连接。另外，如图4所示，副磁性传感器60的用作电源端子的第一端子621与ECU 85通过电源线121连接，用作通信端子的第二端子622与ECU 85通过通信线122连接，以及用作接地端子的第三端子623与ECU 85通过接地线123连接。
被调节成预定电压(例如，5伏)的电压调节电力从ECU 85的调节器(未示出)被提供至电源端子。接地端子经由ECU 85与地连接。
另外，两个传感器50和60的组的“内部”的端子(即，主磁性传感器50的第二端子组52的电源端子、通信端子和接地端子以及副磁性传感器60的第一端子组61的电源端子、通信端子和接地端子)未与ECU 85连接并且未被使用。
在本实施例中，随后提及的定时信号St被主磁性传感器50和副磁性传感器60传输和接收。此处，在主磁性传感器50的第一端子组51中，将从一端535起的第n个端子用作接收端子，并且将从一端535起的第m个端子用作传输端子，并且在主磁性传感器50的第二端子组52中，将从一端535起的第n个端子用作传输端子，并且将从一端535起的第m个端子用作接收端子。
类似地，在副磁性传感器60的第一端子组61中，将从一端635起的第n个端子用作接收端子并且将从一端635起的第m个端子用作传输端子，并且在副磁性传感器60的第二端子组62中，将从一端635起的第n个端子用作传输端子并且将从一端635起的第m个端子用作接收端子。注意，当第一端子组51、61中的端子的数目以及第二端子组52、62中的端子的数目被指定为“k”——在本实施例中，k为8——时，数字n和m分别是1与k之间的自然数(即，整数)，并且数字n不等于数字m。
因此，第一端子组51中从一端535起的第四端子514以及第一端子组61中从一端635起的第四端子614可以分别用作接收端子，并且第一端子组51中从一端535起的第六端子516以及第一端子组61中从一端635起的第六端子616可以分别用作传输端子。另外，第二端子组52中从一端535起的第四端子524以及第二端子组62中从一端635起的第四端子624可以分别用作传输端子，并且第二端子组52中从一端535起的第六端子526以及第二端子组62中从一端636起的第六端子626可以分别用作接收端子。
在本实施例中，被布置在内部的端子(即，主磁性传感器50的第二端子组中的传输端子(即，第四端子524)以及副磁性传感器60的第一端子组61的接收端子(即，第四端子614))通过信号线缆115连接(参见图4)，并且定时信号St从用作主磁性传感器50的传输端子的第四端子524被传输至用作副磁性传感器60的接收端子的第四端子614。
在本实施例中，就减少传感器装置中的部件的变量而言，主磁性传感器50和副磁性传感器60为相同的传感器。另外，在磁性传感器50和60中，传感器元件551、552、651、652被布置成远离(即，处于偏离的位置)中心线Cb，以将传感器元件551、552、651、652保持在磁通收集部件215和225之间的位置处。因此，当磁性传感器50和60具有相同的配置时，磁性传感器50和60必须面向同一方向并排布置(即，基于这样的配置不允许传感器50和60的面向相反方向的布置)。也就是说，仅通过基板41上的磁性传感器50和60的这样的布置允许传感器50和60远离中心线Cb的偏离位置布置。
因此，在本实施例中，主磁性传感器50和副磁性传感器60分别设置有可以用作电源端子、通信端子、接地端子、接收端子或传输端子的端子。
另外，在主磁性传感器50的第一端子组51以及副磁性传感器60的第二端子组62中，在两个传感器50和60的组的外部设置电源端子、通信端子和接地端子以连接至ECU 85，从而布置基板41上的电路图案。
另外，定时信号St从主磁性传感器50的第二端子组52的传输端子被传输至副磁性传感器60的第一端子组61的接收端子(即，信号St在“内部”端子之间或者在并排布置的传感器50和60中的相邻的端子之间被交换)，另外为了基板41上的电路图案布置容易，定时信号St从主磁性传感器50的第二端子组52中的传输侧上的一端535起的第四端子传输至副磁性传感器60的第一端子组61中的接收侧上的一端635起的第四端子。
密封部件53对作为半导体芯片设置的主传感器部55进行密封，并且在平面示图/俯视图中形成为基本矩形形状。
如图4所示，主传感器部55具有传感器元件551和552、A/D转换电路553和554、输出电路555、定时信号生成电路556等。
传感器元件551和552为用于感测磁通收集部件215与225之间的磁通的磁通感测元件。
本实施例的传感器元件551和552为霍尔元件(Hall element)。
A/D转换电路553对由传感器元件551感测的感测值进行A/D转换。A/D转换电路554对由传感器元件552感测的感测值进行A/D转换。
输出电路555基于由传感器元件551和552感测并且由A/D转换进行转换的感测值来生成输出信号Sd11。以这样的方式生成的输出信号Sd11经由用作通信端子的第二端子512被传输至ECU 85。在本实施例中，输出信号Sd11由单边半字节传输(SENT，Single EdgeNibble Transmission)通信传输，单边半字节传输(SENT)通信为一种数字通信。
基于图5来描述输出信号Sd11的细节。图5中所示的比特数目等为示例数目，并且可以根据电信标准等适当地设置。
如图5所示，输出信号Sd11包括同步信号、状态信号、第一数据信号Dm1、第二数据信号Dm2、循环冗余码校验(CRC)信号以及暂停信号；并且输出信号Sd11以这种书写顺序被输出为那些信号的序列。
输出信号Sd12也包括状态信号、第一数据信号Ds1、第二数据信号Ds2、CRC信号和暂停信号；并且输出信号Sd12以这种书写顺序被输出为那些信号的序列。
由于输出信号Sd11和输出信号Sd12基本具有相同的配置，所以以下描述关注输出信号Sd11。
同步信号为用于使磁性传感器50与ECU 85的时钟同步的信号，并且在本实施例中被设置成56计时数(tick)。在本实施例中，基于同步信号的长度来计算校正系数，并且通过使用所计算的校正系数来校正每个信号。
第一数据信号Dm1为基于传感器元件551的感测值的信号，以及第二数据信号Dm2是基于传感器元件552的感测值的信号。在本实施例中，第一数据信号Dm1和第二数据信号Dm2基于传感器元件551和552在信号生成时刻的感测值来生成。
第一数据信号Dm1和第二数据信号Dm2中的每个数据信号具有3个半字节(＝12比特)(即，总共具有六个半字节作为数据部分)。数据内容可以为一个或更多个半字节，并且根据通信规范来指定。
在本实施例中，主传感器部55的内部处理不是基于来自传感器元件551和552的感测值并且对感测值进行加/减/乘/除以生成一个总计数据的处理或者用于选择感测值中之一的选择处理。也就是说，由主传感器部55处理来自传感器元件551和552的感测结果，以生成数据信号Dm1和Dm2，这允许利用来自元件551、552的感测结果中的每个感测结果。
另外，在输出信号Sd12中，第一数据信号Ds1为基于传感器元件651的感测结果的信号，以及第二数据信号Ds2为基于传感器元件652的感测结果的信号。
如图6所示，数据信号Dm1和Dm2是反映磁通收集部件215与225之间的磁通的信号，并且被限定为关于预定中心值反转的反转信号。在本实施例中，预定中心值为输出代码的50％。
详细地，如由实线L1所示的，当磁通密度等于或低于Bmin时，数据信号Dm1取下限值KL，当磁通密度等于或大于Bmax时，数据信号Dm1取上限值KH，其中，随着磁通密度在Bmin与Bmax之间的范围内增大，信号具有增大趋势。另外，如由虚线L2所示的，当磁通密度等于或低于Bmin时，数据信号Dm2取上限值KH，当磁通密度等于或大于Bmax时，数据信号Dm2取下限值KL，其中，随着磁通密度在Bmin与Bmax之间的范围内增大，信号具有减小趋势。另外，值KL可以为输出代码的0％，并且值KH可以为输出代码的100％。
在图5中，出于例示目的，数据信号Dm1和Dm2二者的脉冲被表示为单个图形，其实际是图6所示的脉冲(即，表示感测值的两个反转/倒置脉冲，这两个反转/倒置脉冲中之一关于预定中心值与另一个反转/倒置脉冲反转/倒置)。
与数据信号Dm1相似，数据信号Ds1是随着磁通密度增大而增大的信号，并且与数据信号Dm2相似，数据信号Ds2是随着磁通密度增大而减小的信号。另外，替代地，数据信号Ds1可以与数据信号Dm2相似，并且数据信号Ds2可以与数据信号Dm1相似。
返回至图5，CRC信号是用于检查和校正通信错误的信号，并且基于数据信号Dm1和Dm2来计算CRC信号的长度。
暂停信号是在输出下一个同步信号之前的时间段中被输出的信号。
在本实施例中，将同步信号的开始与下一个同步信号的开始之间的时间段限定为一个帧，并且将传输一个帧的信号所需要的时间段指定为帧周期Ps(例如，1000微秒)。输出信号Sd11以每个帧周期Ps的间隔从主磁性传感器50被输出至ECU 85。在本实施例中，帧周期Ps对应于“输出信号的一个周期的长度”或者对应于输出信号的“一个信号周期”。
返回至图4，定时信号生成电路556生成与从副磁性传感器60输出的输出信号Sd12的输出定时有关的定时信号St。所生成的定时信号St经由用作传输端子的第四端子614以及用作接收端子的第四端子524被传输至副磁性传感器60。
由于副传感器部65与主传感器部55具有相同的配置，所以副传感器部65具有与电路556相同的电路656。然而，基于存储在电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)中的设置，副传感器部65被设置为副传感器，从而使定时信号生成电路656不工作。
ECU 85被设置为微控制器等，并且具有信号获得器851、异常确定器855、周期设置器856和计算器858的功能块以及其他功能块。
信号获得器851获得从磁性传感器50和60传输的输出信号Sd11和Sd12。
异常确定器855基于作为与数据信号对应的值的数据等效值(即，在下文中简称为“数据值”)来识别具有异常的传感器元件。随后提及异常确定的细节。
周期设置器856根据异常确定器855的确定结果来设置计算器858的计算周期。
计算器858使用无异常的传感器元件的数据值来进行各种计算。在本实施例中，计算器858基于数据值来计算转向扭矩。所计算的转向扭矩用于对电机81进行驱动控制。更实际地，计算器858基于转向扭矩来计算扭矩指令值。ECU 85基于扭矩指令值通过众所周知的方法(例如，反馈控制)来控制对电机81的驱动。
ECU 85中的处理中的每个处理可是通过由CPU执行所存储的程序的软件处理，以及/或者可以是由专用于这种处理的电子电路进行的硬件处理。这也同样适用于随后提及的ECU 86。
此处，基于图7A/图7B来描述输出信号Sd11和Sd12从传感器部55和65传输至ECU85的传输定时。在本实施例中，在触发信号接收定时(即，当从ECU 85接收触发信号时)并不传输输出信号Sd11和Sd12。替代地，在不使用触发信号的情况下，输出信号Sd11和Sd12从传感器部55和65被传输至ECU 85。
现在，将根据来自ECU 85的触发信号来传输信号Sd11和Sd12的通信方法指定为“同步通信”，而将不使用来自ECU 85的触发信号来传输信号Sd11和Sd12的通信方法指定为“异步通信”。在本实施例中，通过不需要触发信号(即，不从ECU 85向传感器部55和65传输任何触发信号)的异步通信来传输信号Sd11和Sd12。从而，可以在ECU 85中省略ECU 85中的触发信号生成部件。另外，通信/信号周期减小了触发信号的量。
如图7B所示，当传感器部55和65通过异步通信将输出信号Sd11和Sd12单独地传输至ECU 85时，由于震荡频率的变化、单独的传感器部的变化、上电定时的变化等，输出信号Sd11和Sd12可以随机地被输出。另外，当帧周期Ps1和Ps2为彼此不同的时间段时，信号Sd11和Sd12的输出定时之间的推移量可以随着时间推移而变化。
因此，如图7A所示，在本实施例中，通过将定时信号St从主传感器部55传输至副传感器部65来控制来自主传感器部55的输出信号Sd11的输出定时以及来自副传感器部65的输出信号Sd12的输出定时。定时信号St在输出信号Sd11的一个帧中的特定定时从主传感器部55被传输至副传感器部65。
在本实施例中，在一个帧中的半个周期的定时传输定时信号St。更实际地，当输出信号Sd11的一个帧的长度为ps时，在一个帧的半个定时(即，从同步信号的开始起的(Ps/2)时间段之后)传输定时信号St。从而，输出电路655在从输出信号Sd11(的输出/传输定时)的半周期推移定时将输出信号Sd12传输至ECU 85。
在图7A中，箭头Y中的每个箭头示出了输出信号Sd11和Sd12在ECU 85中的接收完成定时。通过使输出信号Sd11和Sd12的传输定时推移半个周期的量，如由箭头Y所示的，ECU85在每半个周期处接收输出信号Sd11和Sd12。也就是说，在ECU 85中，以(Ps/2)为周期接收输出信号Sd11和Sd12，这实质上意味着ECU 85以(Ps/2)为周期获得转向扭矩信息。换言之，ECU 85以相等的间隔交替地获得输出信号Sd11和Sd12。
因此，例如，在将来自两个传感器部55和65的输出信号Sd11和Sd12二者的相同定时传输进行比较时，传输速度明显增大(即，基本能够进行高速通信)。另外，在将由ECU 85接收输出信号Sd11和Sd12二者的相同定时接收进行比较时，由ECU 85进行的对输出信号Sd11和Sd12的更新频率增大，这可以例如提高在转向扭矩急剧变化时等的响应性。
在本实施例中，传感器部55具有两个传感器元件551和552，并且传感器部65具有两个传感器元件651和652。另外，输出信号Sd11中包括根据传感器元件551的感测值的第一数据信号Dm1以及根据传感器元件552的感测值的第二数据信号Dm2，并且输出信号Sd12中包括根据传感器元件651的感测值的第一数据信号Ds1以及根据传感器元件652的感测值的第二数据信号Ds2。
因此，在ECU 85中，可以使用/利用根据四个传感器元件551、552、651和652的感测值中的每个感测值的总共四个数据信号Dm1，Dm2，Ds1和Ds2。此外，基于主要确定，通过将三个信号彼此进行比较，能够识别具有与开路(sky)故障/接地(earth)故障不同的异常的传感器元件。在本上下文中，“具有异常的传感器元件(或者异常传感器元件)”不仅意味着传感器元件自身具有异常，还意味着来自传感器元件的数据信号具有由与传感器元件自身的异常不同的未知原因引起的异常。
基于异常传感器元件可识别的假定，即使当传感器部55和65中的每个传感器部中的传感器元件的一部分异常时(即，当传感器部55和65中的其他部分作为整体或者至少一个传感器元件在传感器部55和65中的每个传感器部中作为正常传感器元件存在时)，计算器858能够基于正常数据信号继续进行计算，以及通过推移来自传感器部55和65的输出信号的输出定时能够继续高速通信。
基于图8中所示的流程图来描述本实施例的异常确定处理。当磁性传感器50和60以及ECU 85分别被接通时，进行异常确定处理。
在步骤S101(在下文中，将“步骤”简写为字母“S”)中，信号获得器851获得输出信号Sd11和Sd12。
在S102中，异常确定器855基于CRC信号来确定从传感器部55和65二者(即，所有的)至ECU 85的通信是否异常。当从所有的传感器部55和65至ECU 85的通信被确定为异常(S102：是)时，不进行物理量计算。当从传感器部55和65中至少之一至ECU 85的通信被确定为正常(S102：否)时，处理进行至S103。
当传感器部55在通信中具有异常时，设置指示传感器部55的通信中的异常的通信异常标记。当传感器部65在通信中具有异常时，设置相同的标记。
在S103中，异常确定器855确定传感器元件551、552、651和652中的每个传感器元件是否具有开路/接地故障或短路。将与数据信号Dm1、Dm2、Ds1和Ds2对应的数据值分别指定为Vm1、Vm2、Vs1和Vs2。数据值Vm1、Vm2、Vs1和Vs2根据需要考虑用于校正偏置错误等的校正处理以及反转/倒置处理。
在本实施例中，当数据值Vm1大于作为上限阈值的开路故障确定阈值Vth1时，确定出传感器元件551具有开路故障。当数据值Vm1小于作为下限阈值的接地故障确定阈值Vth2时，确定出传感器元件551具有接地故障或者对地短路。
类似地，当数据值Vm2大于开路故障确定阈值Vth1时，确定出传感器元件552具有开路故障，并且当数据值Vm2小于接地故障确定阈值Vth2时，确定出传感器元件552具有接地故障或者对地短路。
另外，当数据值Vs1大于开路故障确定阈值Vth1时，确定出传感器元件651具有开路故障，并且当数据值Vs1小于接地故障确定阈值Vth2时，确定出传感器元件651具有接地故障或者对地短路。
类似地，当数据值Vs2大于开路故障确定阈值Vth1时，确定出传感器元件652具有开路故障，并且当数据值Vs2小于接地故障确定阈值Vth2时，确定出传感器元件652具有接地故障或者对地短路。
注意，“传感器元件551具有开路故障”不仅意味着传感器元件551自身具有开路故障而且还意味着与传感器元件551有关的电路具有开路故障。另外，“传感器元件551的接地故障”不仅意味着传感器元件551自身的接地故障而且还意味着与传感器元件551有关的电路的接地故障。
另外，当确定出传感器元件551具有开路故障或接地故障时，设置指示传感器元件551具有开路故障的开路故障标记或者指示传感器元件551具有接地故障的接地故障标记。
这也同样适用于其他传感器元件552、651和652。
在S104中，异常确定器855识别异常传感器元件(即，识别元件551、552、651和652中的哪个元件具有异常)。
首先，描述其中所有的数据值Vm1，Vm2，Vs1和Vs2可以用于异常监测的情形。更实际地，当数据值Vm1可以用于异常监测时，传感器元件551处于未设置有通信异常标记、开路故障标记、有接地故障标记或者随后提及的数据异常标记(即，被接通)的状态。这同样应用于其他数据值Vm2、Vs1和Vs2。
当所有的数据值Vm1，Vm2，Vs1和Vs2可以用于异常监测时，鉴于功率故障或噪声的影响，基于来自不同的传感器部的数据值之间的比较来进行异常确定。
更实际地，当进行传感器元件551的异常确定时，将数据值Vm1与数据值Vs1和Vs2进行比较，并且通过使用等式(1)，(2)和(3)来计算差值D1，D2和D3。
D1＝|Vm1-Vs1|...等式(1)
D2＝|Vm1-Vs2|...等式(2)
D3＝|Vs1-Vs2|...等式(3)
当差值D1和D2大于数据异常确定阈值Vth3并且差值D3小于数据异常确定阈值Vth3时，传感器元件551的数据异常被识别。当传感器元件551被识别为异常时，设置指示传感器元件551的数据异常的数据异常标记。当识别出其他传感器元件552、651和652的异常时，针对该异常传感器元件设置数据异常标记。
以上描述是其中对传感器元件551的异常确定不使用来自的传感器元件552——其与传感器元件551包括在同一传感器部55中——的数据值Vm2的示例。然而，传感器元件551的异常确定可以使用数据值Vm2，替代使用数据值Vs1或Vs2。这也同样适用于其他传感器元件的异常确定。
当进行传感器元件552的异常确定时，将数据值Vm2与数据值Vs1和Vs2进行比较，并且通过使用等式(4)和(5)来计算差值D4和D5。
D4＝|Vm2-Vs1|...等式(4)
D5＝|Vm2-Vs2|...等式(5)
当差值D4和D5大于数据异常确定阈值Vth3并且差值D3小于数据异常确定阈值Vth3时，传感器元件552的数据异常被识别。
当进行传感器元件651的异常确定时，将数据值Vs1与数据值Vm1和Vm2进行比较，并且通过使用等式(1)，(4)和(6)来计算差值D1，D4和D6。
D6＝|Vm1-Vm2|...等式(6)
当差值D1和D4大于数据异常确定阈值Vth3并且差值D6小于数据异常确定阈值Vth3时，传感器元件651的数据异常被识别。
当进行传感器元件652的异常确定时，将数据值Vs2与数据值Vm1和Vm2进行比较，并且通过使用等式(2)，(5)和(6)来计算差值D2，D5和D6。
当差值D2和D5大于数据异常确定阈值Vth3并且差值D6小于数据异常确定阈值Vth3时，识别传感器元件652的数据异常。
接着，当在传感器元件551、552、651和652中的一个传感器元件中设置开路故障标记、接地故障标记或者数据异常标记时，通过使用与三个剩余的传感器元件对应的数据值来进行异常确定。
为了检测仍未被确定为异常的三个传感器元件的异常，通过使用来自那三个传感器元件的数据值而计算的六个等式(1)至(6)中的三个等式被用于计算三个差值，并且当所有三个差值均小于数据异常确定阈值Vth3时，确定出这三个传感器元件正常。
另一方面，当三个差值中的两个差值大于数据异常确定阈值Vth3并且一个小于数据异常确定阈值Vth3时，与用于计算两个大于阈值的差值的数据值对应的传感器元件的异常被识别，并且设置数据异常标记。
接着，当在传感器元件551、552、651和652中的两个传感器元件中设置通信异常标记、开路故障标记、接地故障标记或者数据异常标记时，通过使用与未设置有任何标记的两个传感器元件对应的数据值来进行异常确定。
当两个数据值的差值小于数据异常确定阈值Vth3时，确定出两个传感器元件正常。
当两个数据值的差值大于数据异常确定阈值Vth3时，两个传感器元件中之一被确定为异常。在这种情况下，不能确定两个传感器元件中的哪个传感器元件具有异常。
在S105中，异常确定器855确定所有的传感器元件551、552、651和652是否正常。当传感器元件551、552、651和652中至少之一被确定为异常(S105：否)时，处理进行至S107。当确定出所有的传感器元件551、552、651和652正常(S105：是)时，处理进行至S106。
在S106中，通过以相等的间隔来推移和获得输出信号Sd11和Sd12来设置高速通信模式。另外，周期设置器856将计算器858的计算周期设置成高速更新状态。高速更新状态中的计算周期被设置成输出信号Sd11和Sd12的一个帧的长度Ps的一半(即，在本实施例中，设置为500微秒)。
在S107中，随后确定传感器元件551、552、651和652中至少之一异常(S105：否)，异常确定器855确定在传感器部55和65中的每个传感器部中传感器元件中至少之一是否正常。
当传感器部55和65中至少之一的所有的传感器元件被确定为异常的(S107：否)时，处理进行至S109。当在传感器部55和65中的每个传感器部中至少一个传感器元件正常(S107：是)时，处理进行至S108。注意，本实施例中的两个传感器部55和65在其他实施例中可以为多于两个的传感器部，并且当三个或更多个传感器部中的至少两个传感器部具有至少一个正常传感器元件时，在这样的情况下，S107被确定为是。
在S108中，通过以相等的间隔推移和获得输出信号Sd11和Sd12来设置高速通信模式。另外，周期设置器856将计算器858的计算周期设置成高速更新状态。
在S109中，随后确定在传感器部55和65中至少之一中的所有传感器元件被确定为异常(S107：否)，异常确定器855确定传感器部55和65中是否存在正常的传感器部。在该上下文中，传感器部55是“正常传感器部”意味着传感器部55不具有通信异常，并且传感器元件551和552二者均不具有开路故障或接地故障，并且数据值Vm1与Vm2之差小于数据异常确定阈值Vth3。另外，传感器部65是“正常传感器部”意味着传感器部65不具有通信异常，并且传感器元件651和652不具有开路故障或接地故障，并且数据值Vs1与Vs2之差小于数据异常确定阈值Vth3。
当确定出不存在正常的传感器部(S109：否)时(即，当确定出传感器部55和65二者均不正常时)，不进行使用数据值Vm1，Vm2，Vs1和Vs2来计算物理量。
当确定出存在正常的传感器部(S109：是)时(即，当传感器部55和65中之一正常时)，处理进行至S110。
在S110中，设置低速通信模式，其中，从正常的传感器部获得输出信号。另外，周期设置器856将计算器858中的计算周期设置为低速更新状态。将低速更新状态中的计算周期设置为输出信号Sd11和Sd12的一个帧的全长度Ps(即，在本实施例中，设置为1000微秒)。
在S111中，计算器858通过使用数据值Vm1、Vm2、Vs1和Vs2中的正常值中至少之一来进行物理量(即，在本实施例中，为转向扭矩)的计算。当(i)与主传感器部55有关的数据值Vm1和Vm2中至少之一正常以及(ii)与副传感器部65有关的数据值Vs1和Vs2中至少之一正常时，可以通过使用与主传感器部55和副传感器部65二者有关的数据值或者通过使用与主传感器部55或副传感器部65中之一有关的数据值来进行对物理量的计算。
在本实施例中，由异常确定器855来识别具有异常的传感器元件，并且当在传感器部55和65中的每个传感器部中至少一个传感器元件正常时，基本上能够继续通过推移输出定时来进行的高速通信。也就是说，即使当在传感器部55中的传感器元件551和552中之一具有异常时，如果传感器部55中的另一传感器元件正常，则能够继续进行高速通信。类似地，即使当传感器部65中的传感器元件651和652中之一具有异常时，如果传感器部65中的另一传感器元件正常，则能够继续进行高速通信。另外，甚至在“双故障”(即，当传感器元件551和552中之一具有异常，并且传感器元件651和652中之一也具有异常时)的情况下，仍能够继续进行高速通信。
如以上详细示出的，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ECU85。
主传感器部55包括感测磁通收集模块20的物理量(即，在本实施例中，为磁通收集部件215、225之间的磁通密度)的多个传感器元件551、552以及生成且传输输出信号Sd11的输出电路555，输出信号Sd11包括与由多个传感器元件551、552感测的感测值分别对应的数据信号Dm1、Dm2。
副传感器65包括感测磁通收集模块20的物理量的多个传感器元件651、652以及生成且传输输出信号Sd12的输出电路655，输出信号Sd12包括与由多个传感器元件651、652感测的感测值分别对应的数据信号Ds1、Ds2。
ECU 85获得输出信号Sd11和Sd12。另外，ECU 85具有识别异常传感器元件(即，识别传感器元件551、552、651和652中的哪个传感器元件具有异常)的异常确定器855。
当在两个或更多个传感器部55和65中的每个传感器部中的至少一个传感器元件正常时，主传感器部55在从副传感器部65传输的输出信号Sd12的输出定时起推移的输出定时将输出信号Sd11输出至ECU 85，并且从信号Sd12的输出定时起信号Sd11的经推移输出定时(shifted output timing)的预设推移量短于信号Sd11和Sd12的一个信号周期。
当多个传感器部55和65中的每个传感器部中的至少一个传感器元件正常时，副传感器部65在从自主传感器部55传输的输出信号Sd11的输出定时起的推移的输出定时将输出信号Sd12传输至ECU 85，并且从信号Sd11的输出定时起信号Sd12的经推移输出定时的预设推移量短于信号Sd11和Sd12的一个信号周期。
在本实施例中，传感器装置1设置有多个传感器部55和65，并且两个或更多个传感器部55和65使输出信号Sd11和Sd12的传输定时彼此推移短于一个信号周期的预设量。
从而，与其中从多个传感器部55和65同时传输输出信号Sd11和Sd12的情况相比，ECU 85中的数据更新频率增大，并且通信速度明显增大。
另外，由于ECU 85可以识别具有异常的传感器元件，所以ECU 85可以通过使用正常传感器元件的数据值来继续扭矩的计算。
在多个传感器部55和65中，如果在每个部中至少一个传感器元件正常，则能够通过推移输出信号Sd11和Sd12的传输定时来增大ECU 85的数据更新频率。也就是说，即使当在传感器元件中的一些传感器元件中引起异常的情况下，基本上能够继续高速通信。
异常确定器855识别异常传感器元件(即，识别传感器元件551、552、651和652中的哪个传感器元件具有异常)。另外，通过将三个或更多个数据值Vm1，Vm2，Vs1和Vs2进行比较，异常确定器855通过主要确定原理来适当地确定异常传感器元件。
当识别传感器元件551的异常时，异常确定器855将和传感器元件551有关的数据值Vm1与和传感器元件651和652有关的数据值Vs1、Vs2进行比较，传感器元件651和652被布置在与具有传感器元件551的传感器部55不同的传感器部65中，其为异常确定的对象。类似地，当识别传感器元件552的异常时，由异常确定器855将数据值Vm2与数据值Vs1和Vs2进行比较。
另外，当识别传感器元件651的异常时，异常确定器855将和传感器元件651有关的数据值Vs1与和传感器元件551和552有关的数据值Vm1，Vm2进行比较，传感器元件551和552被布置在与具有传感器元件651的传感器部65不同的传感器部55中。类似地，当识别传感器元件652的异常时，由异常确定器855将数据值Vs2与数据值Vm1和Vm2进行比较。
在这样的方式下，通过防止由于在同一传感器部中引起的功率异常、噪声等造成的故障确定的影响来适当地识别异常的传感器元件。
当数据值Vm1大于开路故障确定阈值Vth1时，或当数据值Vm1小于接地故障确定阈值Vth2时，异常确定器855将与数据值Vm1对应的传感器元件551识别为具有异常。
另外，当数据值Vm2大于开路故障确定阈值Vth1时，或当数据值Vm2小于接地故障确定阈值Vth2时，异常确定器855将与数据值Vm2对应的传感器元件552识别为具有异常。
另外，当数据值Vs1大于开路故障确定阈值Vth1时，或当数据值Vs1小于接地故障确定阈值Vth2时，异常确定器855将与数据值Vs1对应的传感器元件651识别为具有异常。
另外，当数据值Vs2大于开路故障确定阈值Vth1时，或当数据值Vs2小于接地故障确定阈值Vth2时，异常确定器855将与数据值Vs2对应的传感器元件652识别为具有异常。
从而，传感器元件551、552、651和652的开路故障和接地故障被适当地识别。
主传感器部55具有定时信号生成电路556，定时信号生成电路556能够传输用于指示其他传感器部(即，副传感器部65)关于将输出信号Sd12从副传感器部65传输至ECU 85的传输定时的定时信号St。
从而，能够适当地控制从主传感器部55传输输出信号Sd11的传输定时以及从副传感器部65传输输出信号Sd12的传输定时。
另外，在本实施例中，触发数据传输的触发信号不从ECU 85传输至传感器部55和65。
从而，能够在ECU 85中省略与触发信号的生成有关的配置或部件。
在本实施例中，所有的传感器部55和65具有定时信号生成电路556和656。换言之，传感器部55和65间的相同的配置使得能够减少在传感器装置1中使用的部件类型的数目。
针对传感器部55和65中的每个传感器部设置对传感器部55和65密封的密封部件53和63。在本实施例中，当在密封部件53的一侧设置第一侧表面531并且在另一侧(相反的侧)设置第二侧表面532时，第一端子组51从密封部件的第一侧表面531突出，第二端子组52从密封部件53的第二侧表面532突出。另外，当在密封部件63的一侧上设置第一侧631并且在另一侧(即，相反的侧)上设置第二侧632时，第一端子组61从密封部件63的第一侧631突出，第二端子组62从密封部件63的第二侧632突出。
第一端子组51、61和第二端子组52、62包括用于接收定时信号St的接收端子以及用于传输定时信号St的传输端子。在这样的方式下，当传感器部55和65具有相同的配置并且面对同一方向并排布置时，布置在两个部55、65的“内部”上的端子组52、61提供接收端子和传输端子，以在其之间交换定时信号St，从而简化了在传输端子与接收端子之间传输定时信号St所使用的信号线缆115。
在第一端子组51和61中，从密封部件53的一端535起的第n个端子(即，在本实施例中，第4端子)514和从密封部件63的一端635起的第n端子(即，在本实施例中，第4端子)614被用作接收端子，并且从密封部件53的一端535起的第m个端子(即，在本实施例中，第6端子)516和从密封部件63的一端635起的第m个端子(即，在本实施例中，第6端子)616被用作传输端子。
另外，在第二端子组52和62中，从密封部件53的一端535起的第n个端子(即，在本实施例中，第4端子)524和从密封部件63的一端635起的第n个端子(即，在本实施例中，第4端子)624被用作传输端子，并且从密封部件53的一端535起的第m个端子(即，在本实施例中，第6端子)526和从密封部件63的一端635起的第m个端子(即，在本实施例中，第6端子)626被用作接收端子。
在这样的方式下，假定密封部件53的一端535和密封部件63的一端635彼此基本准直并且传感器部55和65面对同一方向并排设置，接收端子和传输端子彼此相邻布置，从而使得能实现用于定时信号St的传输和接收的信号线缆115的简单形状。
来自传感器部55和65的输出信号Sd11和Sd12被传输至ECU 85以用于在ECU 85侧以相等的间隔接收。从而，ECU 85以恒定的频率接收输出信号Sd11和Sd12。
本实施例的传感器元件551、552、651和652是对感测对象的磁通的变化进行感测的磁通感测元件。传感器元件551、552、651和652感测根据扭矩而变化的磁通的变化。更实际地，对磁通根据转向***90中的扭力杆13的扭转位移量的变化进行感测，并且将传感器装置1用作扭矩传感器10。
从而，能够适当地感测/检测转向扭矩。另外，即使当传感器元件551、552、651和652的一部分具有异常时，ECU 85可以在继续异常监测的同时以与正常时间相同的准确度来继续对转向扭矩的计算。
电动助力转向设备80设置有传感器装置1、电机81和减速齿轮82。电机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将电机81的扭矩传输至转向轴92(即，至驱动对象)。ECU 85基于转向扭矩来控制对电机81的驱动，转向扭矩基于数据信号Dm1、Dm2、Ds1和Ds2中至少之一来计算。
由于即使当传感器元件551、552、651和652的一部分具有异常时，本实施例的电动助力转向设备80也可以根据转向扭矩来继续辅助驾驶员对方向盘91的转向操作，从而有助于提高车辆安全性。
如针对ECU 85，当在传感器元件551、552、651和652的一部分具有异常之后继续辅助转向操作时，能够期望ECU 85通过使用警报灯、通过声音等使得驾驶员获知传感器元件的一部分具有异常。
在本实施例中，主传感器部55和副传感器部65对应于“传感器部”，并且异常确定器855对应于“异常确定器”。
(第二实施例)
基于图9至图11来描述本公开的第二实施例。
如图9所示，本实施例的传感器装置2设置有主磁性传感器150、副磁性传感器160、作为控制器的ECU 86等。
ECU 86基于转向扭矩来控制电机81的驱动，转向扭矩基于从磁性传感器150和160输出的输出信号Sd21和Sd22来计算。除了信号获得器851、异常确定器855、周期设置器856和计算器858之外，ECU 86与ECU 85的区别是ECU 86具有触发信号生成器853。
触发信号生成器853生成请求传输输出信号Sd21的触发信号Trg1。触发信号Trg1经由第一端子组51的第二端子512被传输至主传感器部155，第二端子512作为通信线112的通信端子。
触发信号生成器853生成请求传输输出信号Sd22的触发信号Trg2。触发信号Trg2经由第二端子组62的第二端子622被传输至副传感器部165，第二端子622作为通信线122的通信端子。
关于其他方面，ECU 86与第一实施例的ECU 85基本相同。
主磁性传感器150具有主传感器部155。
主传感器部155具有传感器元件551和552、A/D转换电路553和554以及输出电路555。也就是说，主传感器部155与上述实施例的不同之处在于从其省略了定时信号生成电路556。
当传输触发信号Trg1时，输出电路555基于由传感器元件551和552感测并且由A/D转换进行转换的感测值来生成输出信号Sd21。所生成的输出信号Sd21经由用作通信端子的第二端子512以数字通信的形式被传输至ECU 86。
副磁性传感器160具有副传感器部165。
副传感器部165具有传感器元件651和652、A/D转换电路653和654以及输出电路655。也就是说，副传感器部165与上述实施例的不同之处在于从其省略了定时信号生成电路656。
当传输触发信号Trg2时，输出电路655基于由传感器元件651和652感测并且由A/D转换进行转换的感测值来生成输出信号Sd22。所生成的输出信号Sd22经由用作通信端子的第二端子622以数字通信的形式被传输至ECU 86。
在本实施例中，输出信号Sd21和Sd22通过作为数字通信的SENT通信仅如上述实施例那样被传输。
在本实施例中，定时信号St不从主传感器部155传输至副传感器部165，从而不设置用作传输端子和接收端子的端子。除了这样的差别之外，端子组和密封部件的配置与第一实施例相同。
也就是说，在本实施例中，出于描述目的，即使“主传感器部155”和“副传感器部165”分别具有不同的数值，主传感器部155的功能和副传感器部165功能也相同。
基于图10来描述输出信号Sd21的细节。
图10中的比特数目等为示例数目，并且可以根据电信标准等适当地被设置。
在本实施例中，输出信号Sd21包括同步信号、状态信号、第一数据信号Dm1、第二数据信号Dm2、CRC信号、结束信号以及暂停信号，并且输出信号Sd21按照这种书写顺序被输出为那些信号的序列。同步信号、状态信号、第一数据信号Dm1、第二数据信号Dm2和CRC信号与上述实施例中相同。
结束信号是指示完成了第一数据信号和第二数据信号的输出的信号，第一数据信号和第二数据信号二者均为数据信号。
在输出结束信号之后直到检测到下一个触发信号Trg1之前，输出暂停信号。
在本实施例中，通信线112用于(i)将触发信号Trg1从ECU 86传输至主传感器部155；以及(ii)将输出信号Sd21从主传感器部155传输至ECU 86。因此，信号获得器851在获得触发信号Trg1之后随后获得输出信号Sd21。
在本实施例中，从触发信号Trg1的开始至下一个触发信号Trg1的开始的时间段被认为是一个帧。
在本实施例中，将传输一个帧中的信号所需要的传输时间段指定为帧周期Pt(例如，1000微秒)。输出信号Sd21以每个帧周期Pt为间隔从主磁性传感器150输出至ECU 86。
在本实施例中，帧周期Pt对应于“输出信号的一个周期的长度”。
类似地，通信线122用于(i)将触发信号Trg2从ECU 86传输至副传感器部165；以及(ii)将输出信号Sd22从主传感器部165传输至ECU 86。因此，信号获得器851在获得触发信号Trg2之后随后获得输出信号Sd22。
由于除了数据信号Dm1和Dm2——其使用数据信号Ds1和Ds2代替——的变化之外，输出信号Sd22与输出信号Sd21相同，所以省略与输出信号Sd22有关的描述。
基于图11来描述从传感器部155和165至ECU 86的输出信号Sd21和Sd22的传输定时。在本实施例中，响应于触发信号Trg1和Trg2从ECU 86的传输，传感器部155和165传输输出信号Sd21和Sd22，这为“同步通信”。通过进行同步通信，使得ECU 86能够在所期望的定时分别获得输出信号Sd21和Sd22。
如图11所示，在推移了输出信号Sd21和Sd22的帧周期Pt的半个周期量的定时，触发信号Trg1和Trg2从ECU 86被传输至传感器部155和165。换言之，触发信号Trg2在(Pt/2)——在从触发信号Trg1传输开始的定时之后——被传输至副传感器部165，并且触发信号Trg1在(Pt/2)——在从触发信号Trg2的传输开始的定时之后——被传输至主传感器部155。
从而，输出信号Sd21和Sd22在从输出信号Sd22和Sd21推移了半个周期的量的经推移输出定时分别被传输至ECU 86。
正如在上述实施例中那样，通过在半个周期内传输输出信号Sd21和Sd22，在ECU86侧每半个周期接收输出信号Sd21和Sd22。也就是说，ECU 86在(Pt/2)的周期接收输出信号Sd21和Sd22，这意味着ECU 86在(Pt/2)的周期获得与转向扭矩有关的信息。换言之，ECU86以相等的间隔交替地轮流获得输出信号Sd21和Sd22。
例如，由于与从两个传感器部155和165同时传输输出信号Sd21和Sd22的情况相比，输出信号Sd21和Sd22的更新时间段较短，所以传输速度明显增大，并且基本上实现高速通信。
另外，例如，由于与同时获得输出信号Sd21和Sd22的情况相比，ECU 86中的输出信号Sd21和Sd22的更新频率增大，所以提高了在转向扭矩急剧变化等时的响应性。
异常确定处理的细节与上述实施例中的相同。
在本实施例中，ECU 86将触发信号Trg1和Trg2传输至传感器部155和165，触发信号Trg1和Trg2分别指示输出信号Sd21和Sd22的传输定时。从而，ECU 86可以在所期望的定时分别获得输出信号Sd21和Sd22。
另外，可以实现与上述实施例的相同的效果。
在本实施例中，主传感器155和副传感器165分别对应于“传感器部”，并且触发信号Trg1和Trg2分别对应于“定时信号”。
(其他实施例)
虽然已经参照附图结合优选实施例描述了本公开，但是应当注意，各种变化和修改对于本领域技术人员而言将变得明显。
(a)传感器部
根据上述实施例，在一个传感器部中设置两个传感器元件。
根据其他实施例，在一个传感器部中可以设置三个或更多个传感器元件。
当在一个传感器部中设置三个或更多个传感器元件时，即使多个传感器元件异常(即，至少一个传感器元件正常)时，也能够继续高速通信。另外，如果三个或更多个传感器元件作为整个传感器装置是正常的，则能够识别异常的传感器元件。另外，如果两个传感器元件作为整个传感器装置是正常的，则即使不能识别异常的传感器元件，也能够继续异常监测。
根据上述实施例，由同一传感器部中的两个传感器元件感测的感测值被输出为具有彼此反转/倒置的数据值的数据信号。
根据其他实施例，与由同一传感器部中的两个传感器元件感测的感测值对应的数据值不需要彼此反转。
根据上述实施例，用于检查通信错误的信号是CRC信号。
根据其他实施例，只要信号能够用于检查控制器/ECU中的通信错误，则信号可以不仅是CRC信号，还可以是任何种类的信号。另外，输出信号不需要包括用于感测通信错误的通信错误检测信号。
根据其他实施例，输出信号中还可以包括与针对输出信号的每个传输而更新的更新计数器有关的信息。与更新计数器有关的信息可以包括在例如状态信号中。通过传输与更新计数器有关的信息，被传输两次的同一数据被区分为(i)相同数据是否根据相同的感测值生成了两次；或者(ii)是否由于停止数据更新而引起了数据粘连错误。
在上述实施例中，使用半字节来表示数据信号。
在其他实施例中，可以使用不同于半字节的格式来表示第一主信号、第一副信号、第二主信号以及第二副信号。
根据上述实施例，输出信号通过SENT通信被传输至控制器。
根据其他实施例，只要输出信号中包括多个数据信号，则可以使用不同于SENT通信的任何通信方法。
根据上述实施例，传感器部的数目为2，并且在推移了传感器部中的输出信号的半周期的量的推移定时输出信号被传输至控制器。
根据其他实施例，传感器部可以在推移了以下量的推移定时将输出信号传输至两个或更多个传感器部之间的控制器：(i)短于输出信号的一个周期的长度的量；以及(ii)与输出信号的半个周期不同的量。
根据其他实施例，可以设置三个或更多个传感器部。在这样的情况下，从三个或更多个传感器部中的每个传感器部输出的输出信号传输了预定推移量。输出信号从三个或更多个传感器部输出的传输间隔可以彼此不同，并且传输间隔可以优选地为相等的间隔。
当传感器的数目为三个或更多个时，即使一些传感器部变得异常(即，如果两个或更多个传感器正常)，也能够继续以短于输出信号的信号周期的周期进行高速通信。
另外，当传感器部的一部分最近变得异常时(即，当正常的传感器部的数目变化时)，通信周期可以适当地改变，以用于使得正常的传感器部以相等的间隔传输输出信号。
根据上述实施例，多个传感器部具有相同的配置。
根据其他实施例，多个传感器部的配置可以是不同的。例如，可以从第一实施例的副传感器部省略信号生成电路。
根据第二实施例，当传输触发信号时，输出电路基于由传感器元件感测并且由A/D转换进行转换的感测值来生成输出信号。
根据其他实施例，在无触发信号的情况下，在传感器部中以短于帧周期的预定更新周期连续地更新感测值，并且当传输触发信号时，可以在传感器部中通过使用感测值中的最新的一个感测值来生成输出信号。
不仅在第二实施例中描述的同步通信中，而且在第一实施例中描述的异步通信中，可以以短于帧周期的预定更新周期来更新感测值，并且可以使用最新的感测值以类似的方式来生成输出信号。
根据上述实施例，传感器元件为霍尔元件。
根据其他实施例，传感器元件可以是与霍尔元件不同的磁通感测元件，并且可以是检测与磁通不同的物理量的变化的元件。
根据上述实施例，传感器部作为扭矩传感器用于感测转向扭矩。
根据其他实施例，例如，传感器部可以用作不同于扭矩传感器的传感器，即，可以用作用于感测压力的压力传感器。换言之，由计算器计算的物理量可以为不同于转向扭矩的扭矩，或者不仅可以是扭矩还可以是任何物理量。
根据上述实施例，感测对象是磁通收集模块。
根据其他实施例，感测对象可以是与磁通收集模块不同的任何对象。
根据上述实施例，针对每个传感器部设置密封部件。
根据其他实施例，可以在一个密封部件中密封多个传感器部，并且多个传感器部可以设置为一个封装。例如，如第一实施例中所示，当从主磁性传感器将定时信号传输至副磁性传感器时，主传感器部和副磁性传感器部可以在一个封装中密封为密封部件，并且在密封部件内部进行定时信号的传输和接收，以减少定时信号的这种传输和接收所使用的端子。
根据上述实施例，磁性传感器被设置为在密封部件的两侧都具有端子的小型封装(SOP)型。
根据其他实施例，可以在与密封部件(例如，密封部件的第四侧上具有端子的方平封装(QFP))的第一侧和第二侧不同的其他侧上设置端子。另外，可以对与上述实施例中描述的端子不同的端子分别指定电源端子、通信端子、接地端子、传输端子和接收端子。
根据上述实施例，两个磁性传感器以并排布置地安装在一个基板的同一侧上。
根据其他实施例，多个磁性传感器可以安装在基板的两侧上等，或者可以安装在基板上的任何布置中。另外，多个磁性传感器可以不必要安装在同一基板上。
(b)异常确定器
根据上述实施例，控制器具有异常确定器。
根据其他实施例，传感器部可以部分地或作为整体进行异常确定。换言之，传感器部可以具有异常确定器，或者控制器和传感器部二者可以都具有异常确定器。
例如，可以通过将传感器部中的传感器元件的感测值进行比较来进行自身监测，并且自身监测的结果可以传输至传感器部中的控制器。
另外，至少一个传感器部可以获得来自其他传感器部的感测值，并且可以在传感器部中进行异常确定处理，并且可以将异常处理结果传输至控制器。
(c)传感器装置
在上述实施例中，传感器装置应用于电动助力转向设备。
在其他实施例中，传感器装置可以应用于与电动助力转向设备不同的其他车载设备，并且还可以应用于未被布置在车辆中的其他设备。
这样的变化、修改以及概述方案应当理解为在本公开的由所附权利要求书限定的范围内。

Claims (13)

1.一种传感器装置，包括：
多个传感器部(55、65、155、165)，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感测的感测值分别对应的数据信号；以及
控制器(85、86)，所述控制器获得所述输出信号，其中，
所述多个传感器部和所述控制器中至少之一包括识别具有异常的传感器元件的异常确定器(855)，以及
当至少两个传感器部具有至少一个正常传感器元件时，至少两个传感器部分别在彼此推移的经推移输出定时将所述输出信号传输至所述控制器，其中，所述经推移输出定时的推移量被配置为短于所述输出信号的一个信号周期。
2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器通过对分别对应于所述数据信号的至少三个数据等效值进行比较来识别所述异常传感器元件。
3.根据权利要求2所述的传感器装置，其中，
所述异常确定器通过将来自主传感器元件的数据等效值与来自另一传感器元件的数据等效值进行比较来识别所述传感器元件的异常，所述另一传感器元件属于与具有所述主传感器元件的传感器部不同的传感器部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其中，
当对应于所述数据信号的所述数据等效值大于上限阈值或小于下限阈值时，所述异常确定器确定所述传感器元件具有异常。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其中，
所述多个传感器部(55、65)中的至少一个传感器部包括定时信号生成电路(555、655)，所述定时信号生成电路能够将定时信号传输至所述多个传感器部中的其他传感器部，所述定时信号指示将所述输出信号从具有所述定时信号生成电路的所述传感器部以外的所述其他传感器部传输至所述控制器的传输定时。
6.根据权利要求5所述的传感器装置，其中，
所有的所述多个传感器部均包括所述定时信号生成电路。
7.根据权利要求6所述的传感器装置，其中，
所述多个传感器部(55、65)中的每个传感器部设置有密封部件(53、63)，以及
在下述情况下，第一端子组和第二端子组分别包括能够接收所述定时信号的接收端子以及能够传输所述定时信号的传输端子：
将从所述密封部件的第一侧表面(531、631)突出的第一组端子指定为所述第一端子组(51、61)，以及
将从所述密封部件的第二侧表面(532、632)突出的第二组端子指定为所述第二端子组(52、62)。
8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中，
在下述情况下，所述第二端子组中被布置为从所述密封部件的一端起的第n个的第n个端子(524、624)是所述传输端子，以及
所述第二端子组中被布置为从所述密封部件的所述一端起的第m个的第m个端子(526、626)是所述接收端子：
将所述第一端子组中被布置为从所述密封部件的所述一端起的第n个的第n个端子(514、614)设置为所述接收端子，以及
将所述第一端子组中被布置为从所述密封部件的所述一端起的第m个的第m个端子(516、616)设置为所述传输端子。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其中，
所述控制器(86)将指示所述输出信号的传输定时的定时信号传输至所述多个传感器部(155、165)。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器装置，其中，
来自所述多个传感器部的所述输出信号被配置成由所述控制器以相等的间隔获得。
11.根据权利要求1至3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感测来自所述感测对象的磁通的变化的磁场感测元件。
12.根据权利要求11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。
13.一种电动助力转向设备，包括：
根据权利要求12所述的传感器装置(1、2)；
电机(81)，所述电机(81)输出用于辅助驾驶员对转向构件(91)的转向操作的辅助扭矩；以及
动力传输部件(82)，所述动力传输部件(82)将所述电机的所述辅助扭矩传输至驱动对象(92)，其中，
所述传感器装置的所述控制器基于转向扭矩来驱动所述电机，所述转向扭矩是基于至少一个数据信号来计算的。
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