通信系统的制作方法

本公开涉及其中传感器向控制设备发送检测信号的通信系统。

背景技术：

在传感器向控制设备发送检测信号的常规通信系统中，传感器和控制设备被配置成在共同的时间信息下进行操作。例如，如在US 2013/0343472A1中所公开的，控制设备生成触发信号作为请求信号，并且将触发信号发送至传感器。响应于请求信号，传感器将传感器信号作为响应信号发送至控制设备。

在上述的通信系统中，假设包括在控制设备中的微型计算机接收从传感器以预定发送周期发送的传感器信号，并且微型计算机以预定计算周期计算传感器值的时间差分值。在这种通信系统中，当传感器和微型计算机基于不同的定时器进行操作时，即使传感器以恒定发送周期发送传感器信号且微型计算机以恒定计算周期执行算术计算，也会出现传感器的发送周期与微型计算机的计算周期之间的周期偏移。当出现周期偏移时，微型计算机可能无法基于传感器值来正确地计算时间差分值。

关于周期偏移，如在US 2013/0343472 A1中所公开，微型计算机可以向传感器发送触发信号，并且传感器可以响应于接收到触发信号来发送传感器信号。然而，在这种系统中，在触发信号的发送中出现的延迟可以对差分值的正确计算产生不利影响。

技术实现要素：

鉴于前述问题，本公开的目的是提供一种通信系统，即使传感器设备的发送周期与微型计算机的计算周期之间存在周期偏移或者同步触发信号出现发送延迟，所述通信系统也能够使微型计算机正确计算传感器值的时间差分值。

根据本公开的方面，一种通信系统包括至少一个传感器设备和微型计算机。所述至少一个传感器设备包括至少一个感测元件和发送电路。所述至少一个感测元件检测指示检测目标的物理量的传感器值。发送电路以预定发送周期将包括指示传感器值的信息的传感器信号作为数字信号发送。微型计算机包括接收电路和差分计算器。接收电路通过信号线路接收从至少一个传感器设备的发送电路发送的传感器信号，并且利用当前接收的传感器值更新上次接收的传感器值。差分计算器以预定计算周期通过以下来计算时间差分值：对传感器值执行时间差分计算，所述传感器值通过使用与传感器值分开提供的时间信息来更新。

在上述的通信系统中，微型计算机使用与传感器值分开提供的时间信息计算时间差分值。利用这种配置，即使传感器设备的发送周期与微型计算机的计算周期之间存在周期偏移或者同步触发信号出现发送延迟，微型计算机也能够正确地计算传感器值的时间差分值。

附图说明

根据下面参照附图做出的详细说明，本公开的上述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。在附图中：

图1A是示出根据本公开的第一实施方式和第二实施方式的在发送端处分配时间信息和通信系统的配置的框图；

图1B是示出根据本公开的第一实施方式和第二实施方式的在接收端处分配时间信息和通信系统的配置的框图；

图2是示出应用根据本公开的通信系统的电动助力转向设备的配置的图示；

图3是示出在单边缘半字节传输(Single Edge Nibble Transmission，SENT)通信中使用的传感器信号的示例的图示；

图4A是示出通过根据第一实施方式的通信系统中的通信计数器提供的时间信息和传感器值的组合的图示；

图4B是示出通过根据第二实施方式的通信系统中的时间戳提供的时间信息和传感器值的组合的图示；

图5是示出当在根据第一实施方式的通信系统中发送周期大于计算周期时计算传感器值的时间差分值的时序图；

图6是示出当在根据第一实施方式的通信系统中发送周期小于计算周期时计算传感器值的时间差分值的时序图；

图7是示出当在根据第二实施方式的通信系统中发送周期大于计算周期时计算传感器值的时间差分值的时序图；

图8是示出当在根据第二实施方式的通信系统中发送周期小于计算周期时计算传感器值的时间差分值的时序图；

图9A是示出根据本公开的第三实施方式的通信系统的配置的框图；

图9B是示出根据本公开的第四实施方式的通信系统的配置的框图；

图10是示出根据第三实施方式和第四实施方式的通信系统中的时间信息和传感器值的组合的一般格式的图示；

图11A是示出根据第三实施方式的时间信息和传感器值的组合的特定示例的图示；

图11B是示出根据第四实施方式的时间信息和传感器值的组合的特定示例的图示；

图11C是示出根据第四实施方式的时间信息和传感器值的组合的特定示例的图示；

图12A是示出使用在不同的时间点接收的多个传感器值的差分值计算的图示；

图12B是示出使用在不同的时间点接收的多个传感器值的差分值计算的图示；

图13是示出根据相关技术计算差分值的时序图；以及

图14是示出根据相关技术计算差分值的时序图。

具体实施方式

下面将参照附图来描述根据本公开的实施方式的通信系统。在本实施方式中，将相同的附图标记或符号添加至相同或等同的部件，并且将省略对类似部件的描述。在本公开中，术语“本实施方式”用于描述第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式。

(第一实施方式)

下面将参照图1A至图8来描述根据本公开的第一实施方式的通信系统。将根据本实施方式的通信系统应用于例如装配至车辆的电动助力转向设备。

图2示出了包括电动助力转向设备90的转向系统100的配置。图2中示出的电动助力转向设备90是柱辅助型电动助力转向设备。替代地，通信系统还可以应用于齿条辅助型电动助力转向设备。

转向系统100包括方向盘91、转向轴92、小齿轮96、齿条轴97、车轮98以及电动助力转向设备90。

转向轴92连接至方向盘91。布置在转向轴92的一端的小齿轮96与齿条轴97啮合。成对的车轮98通过例如拉杆布置在齿条轴97的两端。当驾驶员转动方向盘91时，连接至方向盘91的转向轴92开始转动。转向轴92的旋转运动通过小齿轮96转换成齿条轴97的线性运动，并且成对的车轮被转向了与齿条轴97的位移量对应的角度。

电动助力转向设备(ELECTRIC PW STEER APPA)90包括扭矩传感器组件(TRQ SENS ASSY)93、电子控制单元(ECU)701、马达80以及减速齿轮94。ECU 701起到控制设备(CONTROL APPA)的作用。

扭矩传感器组件93被布置在转向轴的两端之间的部分处，并且检测转向扭矩。具体地，扭矩传感器组件93基于以下来检测转向扭矩：布置在方向盘侧的输入轴921的扭转角和布置在小齿轮侧的输出轴922的扭转角。ECU 701基于从扭矩传感器组件93获取的转向扭矩来计算指示要由马达80输出的辅助扭矩的扭矩命令。然后，ECU 701控制马达80的电力供给，以使得马达80输出扭矩命令所要求的扭矩。由马达80生成的辅助扭矩经由减速齿轮94传递到转向轴92。

例如，ECU 701通过对供给至马达80的电流和从马达80输出的扭矩执行反馈控制来控制马达80的电力供给。可以通过软件处理或硬件处理来实现由ECU 701执行的控制处理。当通过软件处理实现控制处理时，微型计算机711的中央处理单元(CPU)执行初步存储的程序以进行控制处理。当通过硬件处理实现控制处理时，可以提供专用电路来执行控制处理。ECU 701可以与马达80结合为一体。

下面将参照图1A和图1B来描述根据本公开的第一实施方式和第二实施方式的通信系统的配置。在第一实施方式和第二实施方式中，时间信息(TIME INFO)X的具体内容彼此是不同的，但是通信系统401的配置是彼此类似的。关于时间信息的分配，第一实施方式和第二实施方式中的每个实施方式采用图1A中所示的配置或图1B中所示的配置。

通信系统401包括传感器设备(SENS APPA)501和微型计算机711。传感器设备501检测扭矩传感器组件93中的扭转角，并且向微型计算机711发送传感器信号S。微型计算机711接收来自传感器设备501的传感器信号S。微型计算机711包括在ECU701中，并且执行主计算操作。在本实施方式的描述中，将省略对ECU 701的除了微型计算机711以外的特定配置的详细说明。传感器设备501通过信号线路Ls与ECU 701的微型计算机711连接。

传感器设备501包括感测元件(SENS ELMT)51和发送电路(TR CIRC)54。感测元件51检测指示检测目标的物理量的传感器值。发送电路54以恒定发送周期将传感器信号S作为数字信号发送，传感器信号S包括指示传感器值的信息。在下文中，根据情况适当使用术语“传感器值”和“传感器信号”。传感器值是包括在传感器信号中的特定值。在附图中，符号“S”指示传感器值和传感器信号两者。

在实际使用中，传感器设备501需要电源以向感测元件51和发送电路54供电，并且还需要参考电压生成单元。为了简化，在附图中没有示出电源和参考电压生成单元，并且也省略了描述。例如，传感器设备501可以通过包括在ECU 701中的供电电路(未示出)来供电。在这种情况下，除了信号线路Ls以外，传感器设备501与ECU 701还通过电源线路和参考电压线路连接。也就是说，传感器设备501与ECU 701通过三条线路连接。

例如，当用于检测磁场的霍尔元件被用作感测元件51时，形成为包括霍尔元件的封装件的霍尔IC与传感器设备501对应。除了传感器设备501以外，扭矩传感器组件93还包括扭力杆、多极磁体、磁轭、磁收集环等。由于扭矩传感器组件93的配置是公知的，所以未示出扭矩传感器组件93的图示。

当由霍尔元件来设置感测元件51时，感测元件51检测与扭力杆的扭转位移对应的磁收集环的磁位移，将所检测的磁位移转换成电压信号，并且输出经转换的电压信号。在这个示例中，磁收集环对应于检测目标。扭转位移或与扭转位移有关的转向扭矩对应于检测目标的检测信息。

图1A和图1B中所示的发送电路54具有采样保持功能、模拟至数字转换功能、存储功能以及定时器功能。发送电路54对从感测元件51输出的模拟电压信号进行采样并将其保持预定数目的周期，并且对模拟信号执行模数转换。然后，发送电路54以预定发送周期将通过执行模数转换获得的传感器信号发送至微型计算机711。

在本实施方式中，传感器信号采用在SAE-J2716下限定的半字节信号，SAE-J2716是由美国汽车工程师国际协会建立的标准。半字节信号是在单边缘半字节传输(SENT)协议下限定的信号。

在SENT协议中，如在JP 2015-46770中所公开的，使用具有四位宽度的半字节信号使能双向通信。作为在SENT协议下限定的传感器信号的示例，可以如图3所示的单个信号帧那样发送从主传感器输出的数据和从辅助传感器输出的数据。

图3中所示的传感器信号对应于一帧，并且包括同步字段、状态字段、主数据字段、辅助数据字段、循环冗余校验(CRC)字段和结束字段。以所描述的顺序输出存储在传感器信号的多个字段中的数据。

例如，同步字段的长度为56时标(tick)。在本文中，将一个时标限定为1.5微秒。例如，状态字段的大小可以是一个半字节(4比特)、主数据字段的大小可以是三个半字节(12比特)、辅助数据字段的大小可以是三个半字节(12比特)以及CRC字段的大小可以是一个半字节(4比特)。当数据信号的大小为三个半字节时，可以使用三个半字节信号发送二的十二次幂(2¹²＝4096)种数据值。

在本实施方式中，将来自发送电路54的传感器信号的发送周期基本上设定为等于包括在微型计算机711中的差分计算器75的计算周期。传感器设备501和微型计算机711彼此使用不同的定时器进行操作。因此，可以在传感器设备501的发送周期与微型计算机711的计算周期之间生成周期偏移。

在本实施方式中，微型计算机711向传感器设备501输出同步信号Sync。同步信号是与差分计算器75的计算周期同步的信号。发送电路54在对应于同步信号Sync的时间点发送传感器信号。此外，可以以预定时间间隔发送同步信号Sync，该预定时间间隔被设定为等于预定次数的计算周期。作为另一示例，可以在不使用同步信号的情况下进行异步通信。

ECU 701的微型计算机711包括接收电路(RECV CIRC)72、差分计算器(DIFF CALC)75、辅助量计算器(ASSIST CALC)76以及同步信号生成单元(SYNC GENERATE)77。接收电路72接收从发送电路54通过信号线路Ls发送的传感器信号，并且用最新值来更新上次接收的传感器值S。此外，接收电路72保持被更新的传感器值S，直到下次接收为止。

差分计算器75对传感器值进行时间差分计算并且获得时间差分值Sd。然后，差分计算器75使用与传感器值分开分配的时间信息以预定计算周期而使用时间差分值Sd来执行计算。传感器值是时间的函数，并且被表示为传感器值S(x)。时间差分值也是时间的函数，并且被表示为时间差分值Sd(x)。文中，x是指示当前获取的时间信息X的参数。因此，上次传感器值被表示为传感器值S(x-1)，而下次传感器值被表示为传感器值S(x+1)。

可以如图1A或图1B所示来分配时间信息X。在图1A所示的配置中，当传感器设备501的发送电路54向微型计算机711发送传感器信号时，传感器设备501分配与传感器值S分开的时间信息X。在本文中，时间信息X可以与传感器值S一起被发送。在图1B所示的配置中，当微型计算机72的接收电路72接收到传感器信号时，接收电路72更新传感器值S。然后，可以将更新传感器值的时间分配为时间信息X。与图1A所示的配置相比，在图1B所示的配置中，可以减小从传感器设备501发送至微型计算机711的数据的大小。

在本实施方式中，通信系统401应用于电动助力转向设备90，并且传感器值S指示转向扭矩。对应于方向盘91的转动方向来限定正的传感器值S和负的传感器值S。时间差分值Sd与转向扭矩相对于时间的变化率对应。当驾驶员在很短的时间内以大角度操作方向盘91时，可以增大时间差分值Sd的绝对值。当驾驶员缓慢操作方向盘91时，可以减小时间差分值Sd的绝对值。

ECU 701的微型计算机711对需要由马达80输出且与驾驶员的转向特性对应的辅助扭矩进行控制。因此，辅助量计算器76基于由差分计算器75计算的时间差分值Sd(x)来计算辅助量Ast(x)。微型计算机711基于辅助量(对应于扭矩命令)对要被施加至马达80的线圈的电力进行控制。通过公知方法例如以电流反馈的方式控制反相器的切换操作来实现马达80的电力供给。因此，马达80可以输出所需扭矩以辅助驾驶员的转向操作。

微型计算机711的同步信号生成单元77生成与差分计算器75的计算周期同步的同步信号Sync，并且将所生成的同步信号Sync输出至传感器设备501。可以使用用于发送传感器信号S的信号线路Ls以双向方式来发送同步信号Sync。作为另一示例，可以使用专用通信线路将同步信号Sync发送至传感器设备501。在采用异步通信的实施方式中，微型计算机711不需要包括同步信号生成单元77。

下面将参照图13和图14来描述根据相关技术的常规通信系统。在常规通信系统中，假设微型计算机对传感器值执行差分计算。常规通信不具有分配与传感器值分开的时间信息的概念。在图13和图14中，通过方形示出值得注意的传感器值，并且通过点状图案示出未正确计算的时间差分值。

图13中的时序图沿从上至下的方向示出了由传感器设备发送的传感器信号的发送周期Y、由微型计算机接收的接收传感器值(RECV VALUE)的接收周期、差分计算(DIFF CALC)的计算周期Z以及时间差分值(DIFF VALUE)。发送周期Y具有恒定值，差分计算周期Z也具有恒定值。在大多数情况下，发送周期Y被设定为等于差分计算周期Z。当传感器设备和微型计算机基于不同定时器进行操作时，由于不同定时器的变化，发送周期Y可以与计算周期Z偏移。假设以下情况：由于定时器的变化，发送周期Y变得大于计算周期Z。

如图13的附图页的左侧所示，不存在周期偏移，并且每个接收值S(k-1)、S(k)、S(k+1)……在一对一的基础上对应于连续的差分计算时间点。通过将当前接收值与上次接收值之间的差除以计算周期Z来计算时间差分值。然而，周期偏移随时间逐渐增大。如由图13中的箭头AR1所示，微型计算机应该接收到接收值S(x)的时间相对于差分计算时间具有延迟，并且使用上次接收值S(x-1)来进行差分计算。

在这种情况下，使用下面的公式1的时间差分值的计算结果变为约等于零，并且微型计算机未能正确计算时间差分值。

{S(x-1)-S(x-1)}/Z≒0 (1)

此外，如在美国2013/0343472A1中所公开的，在图14中示出其中微型计算机向传感器设备发送同步触发信号的配置。如图14的附图页的左侧所示，在每个周期没有延迟的情况下，将同步触发信号trg从微型计算机发送至传感器设备。当接收到同步触发信号trg时，传感器设备执行发送处理(TR PROCESS)，并且以预定发送周期将传感器信号S(k)、S(k+a)、S(k+2)……发送至微型计算机。通过将当前接收值与上次接收值之间的差除以计算周期Z来计算时间差分值。

如图14中的箭头AR2所示，应该要被输出且与传感器信号S(x)的差分计算周期同步的触发信号trg从由双点划线示出的时间延迟至由实线示出的时间。通过触发信号的这种发送延迟，传感器设备中的传感器信号S(x+1)的发送处理被延迟，并且相应地，通过微型计算机接收传感器信号S(x+1)的接收时间被延迟。由于信号S(x+1)的接收被延迟，所以无法在下一差分计算中使用信号S(x+1)。在这种情况下，如图14所示，当前传感器信号S(x)由微型计算机再次接收。在这种情况下，信号值S(x)取代信号值S(x+1)在下面的差分计算公式2.1中应该使用的位置。在这种情况下，下面的公式2.1的结果变为约等于零，并且微型计算机未能正确计算时间差分值。

{S(x)-S(x)}/Z≒0 (2.1)

当在没有延时的情况下发送下一个同步触发信号时，传感器信号S(x+2)被正确地接收。在这种情况下，在下面的差分计算公式2.2中，信号值S(x)取代上次信号值S(x+1)在下面的差分计算公式2.2中应该使用的位置。因此，微型计算机未能正确计算时间差分值。

{S(x+2)-S(x)}/Z (2.2)

关于常规通信系统中的时间差分值的上述不正确的计算结果，不论传感器设备501的发送周期Ttr与微型计算机711的计算周期Top之间的周期偏移或者同步触发信号trg的发送延迟如何，根据本实施方式的通信系统401总是允许微型计算机711正确地计算传感器值的时间差分值。差分计算器75使用与传感器值分开设置的时间信息来校正传感器值，并且使用经校正的传感器值来计算时间差分值。

图4A和图4B的每个图示出了传感器值和时间信息(TIME INFO)的一般组合。图4A示出了根据第一实施方式的传感器值和时间信息的组合。如图4A所示，在第一实施方式中，指示传感器值更新的计数值的通信计数器被用作时间信息。在图4A中，由通信计数器提供的时间信息被表示为(N-1)、N、(N+1)。图4B示出了根据第一实施方式的传感器值和时间信息的组合。如图4B所示，在第二实施方式中，指示通信执行时间的时间戳被用作时间信息。在图4B中，由时间戳提供的时间信息被表示为t(N-1)、t(N)、t(N+1)。

下面将参照图5和图6来描述根据其中通信计数器(COMM COUNTER)被设置为时间信息的第一实施方式的差分计算。如图5所示，假设出现周期偏移并且该周期偏移导致发送周期Ttr变得大于计算周期Top。在这种情况下，在差分计算(DIFF)中，分配有计数器值(x-1)的接收到的传感器值S(x-1)被反复使用两次。差分计算器75使用下面的公式3.1和公式3.3来计算相应的时间差分值Sd(x-1)和Sd(x+1)。如上所述，通过将上次传感器值与当前传感器值之间的差除以差值计算周期Td来计算时间差分值。当传感器设备501提供通信计数器时，差值计算周期Td被设定为等于发送周期Ttr的目标值。当微型计算机711提供通信计数器时，差值计算周期Td被设定为等于计算周期Top的目标值。

当时间差分值Sd(x)被限定为当前值时，不更新在当前差分值的计算中使用的上次信息(x-1)。也就是说，在更新时间信息之前进行当前计算。此时，如下面的公式3.2所示，将上次差分Sd(x-1)分配给当前差分值Sd(x)。采用这样的配置，可以正确地计算时间差分值Sd。

Sd(x-1)＝{S(x-1)-S(x-2)}/Td (3.1)

Sd(x)＝Sd(x-1) (3.2)

Sd(x+1)＝{S(x)-S(x-1)}/d (3.3)

如图6所示，假设出现周期偏移并且该周期偏移导致发送周期Ttr变得小于计算周期Top。在这种情况下，跳过分配有计数器值(x+1)的接收到的传感器值S(x+1)，并且在差分计算(DIFF CALC)中不使用分配有计数器值(x+1)的接收到的传感器值S(x+1)。差分计算器75使用下面的公式4.1、公式4.2、公式4.3a和公式4.3b来计算相应的时间差分值Sd(x-1)、Sd(x)和Sd(x+1)。如上所述，通过将上次传感器值与当前传感器值之间的差除以差值计算周期Td来计算时间差分值。

Sd(x-1)＝{S(x-1)-S(x-2)}/Td (4.1)

Sd(x)＝{S(x)-S(x-1)}/Td (4.2)

Sd(x+1)＝{S(x+2)-S(x)}/(2xTd) (4.3a)

下面的公式4.3b可以用来替代公式4.3a。

Sd(x+1)＝{S(x+2)-S(x+1)}/Td (4.3b)

如上所述，在根据第一实施方式的通信系统401中，微型计算机711的差分计算器75使用与传感器值分开分配的时间信息来计算时间差分值。

利用这种配置，可以参照时间信息的差来确定发送周期与计算周期之间的偏移。此外，在出现周期偏移的情况下，差分计算器75对要被用于差分计算的传感器值进行校正。因此，可以正确地计算时间差分值。当该通信系统401应用于电动助力转向设备时，可以正确地计算操作扭矩相对于时间的变化率。这允许改进对马达80的控制，以正确地输出所需辅助扭矩。这改进了驾驶员转向操作的转向体验。

(第二实施方式)

如上所述，根据第二实施方式的通信系统401具有类似于根据第一实施方式的通信系统401的配置。在第二实施方式中，在传感器值的差分计算中，时间戳被用作时间信息。

下面将参照图7和图8来描述根据其中时间戳被用作时间信息的第二实施方式的差分计算。可以通过当发送电路54发送传感器信号时所分配的发送时间戳来提供在差分计算中使用的时间戳。替代地，可以通过当接收电路72接收到传感器信号时所分配的接收时间戳来提供时间戳。可以通过指示相对于微型计算机711中或传感器设备501中的特定计算时间点经过的时间段的一段时间来提供时间戳。另外，可以通过指示相对于特定日期和时间经过的时间段的一段时间来提供时间戳。

如图7所示，假设出现周期偏移并且该周期偏移导致发送周期Ttr变得大于计算周期Top。在这种情况下，在差分计算(DIFF)中，分配有计数器值(x-1)的接收到的传感器值S(x-1)被反复使用两次。差分计算器75使用下面的公式5.1、公式5.2a和公式5.3来计算相应的时间差分值Sd(x-1)、Sd(x)和Sd(x+1)。如上所述，通过将上次传感器值与当前传感器值之间的差除以时间戳差来计算时间差分值。

$Sd(x-1)=\frac{S(x-1)-S(x-2)}{t(x-1)-t(x-2)}---\left(5.1\right)$

$Sd\left(x\right)=\frac{S(x-1)-S(x-2)}{t(x-1)-t(x-2)}---\left(5.2a\right)$

$Sd(x+1)=\frac{S(x+1)-S\left(x\right)}{t(x+1)-t\left(x\right)}---\left(5.3\right)$

在该方法中，差分计算始终使用上次传感器值和当前传感器值。因此，不需要条件分支。

在另一计算中，替代上面的公式5.2a，下面的公式5.2b可以用于计算时间差分值Sd(x)。以类似于上面的公式3.2的方式进行该计算，公式3.2采用通信计数器作为时间信息。

Sd(x)＝Sd(x-1) (5.2b)

如图8所示，假设出现周期偏移并且该周期偏移导致发送周期Ttr变得小于计算周期Top。在这种情况下，跳过分配有时间戳t(x+1)的第三个接收到的传感器值S(x+1)，并且在差分计算(DIFF CALC)中不使用分配有时间戳t(x+1)的第三接收到的传感器值S(x+1)。差分计算器75使用下面的公式6.1、公式6.2和公式6.3来计算相应的时间差分值Sd(x-1)、Sd(x)和Sd(x+1)。如上所述，通过将上次传感器值与当前传感器值之间的差除以时间戳差来计算时间差分值。

$Sd(x-1)=\frac{S(x-1)-S(x-2)}{t(x-1)-t(x-2)}---\left(6.1\right)$

$Sd\left(x\right)=\frac{S\left(x\right)-S(x-1)}{t\left(x\right)-t(x-1)}---\left(6.2\right)$

$Sd(x+1)=\frac{S(x+2)-S\left(x\right)}{t(x+2)-t\left(x\right)}---\left(6.3\right)$

在该方法中，差分计算始终使用上次传感器值和当前传感器值。因此，不需要条件分支。

在采用时间戳作为时间信息的第二实施方式中，类似于第一实施方式，还可以对应于是否更新时间戳来进行条件分支。当没有更新时间戳时，类似于第一实施方式使用上面的公式3.2，上次差分值Sd(x-1)可以用作当前差分值Sd(x)。

如上所述，在根据第二实施方式的通信系统401中，微型计算机711的差分计算器75使用与传感器值分开分配的时间信息来计算时间差分值。利用这种配置，可以参照时间信息的差来确定发送周期与计算周期之间的偏移。此外，在出现周期偏移的情况下，差分计算器75对要被用于差分计算的传感器值进行校正。因此，可以正确地计算时间差分值。

当通信系统401应用于电动助力转向设备时，可以正确地计算操作扭矩相对于时间的变化率。这允许改进对马达80的控制，以正确地输出所需辅助扭矩。这改进了驾驶员转向操作的转向体验。

(第三实施方式)

下面将参照图9A至图12B来描述根据本公开的第三实施方式的通信系统。如图9A所示，传感器设备502具有多个感测元件51、52。多个感测元件具有大致相同的规格和配置，并且检测同一检测目标的同一物理量。也就是说，多个感测元件检测共同检测目标的共同物理量。特别地，以冗余方式布置多个感测元件51、52，以在感测元件51、感测元件52中的一个具有异常或故障时确保检测操作。在本文中，每个感测元件51、52检测共同扭矩传感器组件93的共同磁收集环的转向扭矩。

在图9A所示的微型计算机711的配置中，类似于图1A和图1B中所示的情况，差分计算器75使用通过传感器设备501或微型计算机711中的一个分配的时间信息X。辅助量计算器76具有类似于第一实施方式的配置。因此，将省略详细描述。从接收电路72输出至差分计算器75的传感器值被表示为Sm(x)。在本文中，传感器值Sm(x)可以指示对应于感测元件51的S1(x)，对应于感测元件52的S2(x)，或者S1(x)和S2(x)的平均值。在本实施方式中，如图1A和图1B所示可以使用同步信号Sync执行同步通信。

图9A中所示的通信系统403包括一个传感器设备502和具有微型计算机711的ECU 701。传感器设备502包括两个感测元件51、52和发送电路54。感测元件51还被称为第一感测元件(1ST SENS ELMT)，而感测元件52还被称为第二感测元件(2ND SENS ELMT)。第一感测元件51和第二感测元件52分别检测传感器值。由第一感测元件51检测到的传感器值被称为第一传感器值S1，而由第二感测元件52检测到的传感器值被称为第二传感器值S2。此外，使用相同的符号S1将包括第一传感器值S1的传感器信号表示为S1，并且使用相同的符号S2将包括第二传感器值S2的传感器信号表示为S2。当在相同的时间点检测到第一传感器值S1和第二传感器值S2时，相同的时间信息被分配给第一传感器值S1和第二传感器值S2。在本实施方式中，使用单条信号线路Ls将第一传感器信号S1和第二传感器信号S2发送到微型计算机711的接收电路72。

(第四实施方式)

根据第四实施方式的通信系统404具有类似于根据第三实施方式的通信系统403的配置。如图9B所示，根据本实施方式的通信系统404包括ECU 702以及具有大致相同的配置的多个传感器设备502、602。ECU 702具有微型计算机712。

传感器设备502包括第一感测元件51、第二感测元件52以及发送电路54。传感器设备602包括第三感测元件61、第四感测元件62以及发送电路64。类似于第三实施方式，第一感测元件51、第二感测元件52、第三感测元件61和第四感测元件62分别检测同一检测目标的同一物理量的传感器值。由第一感测元件51检测到的传感器值被称为第一传感器值S1，由第二感测元件52检测到的传感器值被称为第二传感器值S2，由第三感测元件61检测到的传感器值被称为第三传感器值S3，并且由第四感测元件62检测到的传感器值被称为第四传感器值S4。

此外，使用相同的符号S1将包括第一传感器值S1的传感器信号表示为S1，使用相同的符号S2将包括第二传感器值S2的传感器信号表示为S2，使用相同的符号S3将包括第三传感器值S3的传感器信号表示为S3，并且使用相同的符号S4将包括第四传感器值S4的传感器信号表示为S4。从接收电路725输出至差分计算器75的传感器值被表示为Sm(x)。在本文中，传感器值Sm(x)可以指示对应于感测元件51的S1(x)、对应于感测元件52的S2(x)、或者S1(x)和S2(x)的平均值。类似地，从接收电路726输出至差分计算器75的传感器值被表示为Sn(x)。在本文中，传感器值Sn(x)可以指示对应于感测元件61的S3(x)、对应于感测元件62的S4(x)、或者S3(x)和S4(x)的平均值。两个传感器设备502、602的发送电路54、64可以使用通信线路(未示出)彼此进行通信。

传感器设备502、传感器设备602中的每个传感器设备通过相应的信号线路LsA、LsB连接至同一微型计算机712。第一传感器信号S1和第二传感器信号S2通过信号线路LsA被发送到微型计算机712的接收电路725。第三传感器信号S3和第四传感器信号S4通过信号线路LsB被发送到微型计算机712的接收电路726。接收电路725和接收电路726可以同时接收第一传感器信号S1和第二传感器信号S2以及第三传感器信号S3和第四传感器信号S4。替代地，接收电路725和接收电路726可以在与第三传感器信号S3和第四传感器信号S4的接收时间点不同的时间点接收第一传感器信号S1和第二传感器信号S2。

图10示出了由两个感测元件提供的时间信息和传感器值的示例性组合。在本示例中，时间信息由在第一实施方式中描述的通信计数器提供。替代地，在第二实施方式中描述的时间戳可以被用作时间信息。

如图10所示，当在相同的时间点检测到第一传感器值S1(N)和第二传感器值S2(N)时，可以将时间信息N共同分配给第一传感器值S1(N)和第二传感器值S2(N)。

基于上述理念，在图11A至图11C中示出了显示根据第三实施方式的通信系统403和根据第四实施方式的通信系统404中的时间信息和传感器值的组合的特定示例。

在与第三实施方式的通信系统403对应的图11A所示的示例中，将相同的时间信息k分配给第一传感器值S1(k)和第二传感器值S2(k)。在本文中，在相同的时间点检测到第一传感器值S1(k)和第二传感器值S2(k)。

差分计算器75可以使用传感器值S1(k)来计算时间差分值Sd，使用传感器值S2(k)来计算时间差分值Sd，或者使用两个传感器值S1(k)和S2(k)的平均值Savr(k)来计算时间差分值Sd。在本文中，在相同的时间点接收到第一传感器值S1(k)和第二传感器值S2(k)。

通过使用两个传感器值S1(k)和S2(k)的平均值Savr(k)，可以对每个感测元件的变化量进行平均，并且可以提高计算可靠性。在平均值的计算中，可以对应于感测元件来对每个传感器值进行加权，而不是简单的平均计算。

在与第四实施方式的通信系统404对应的图11B所示的示例中，将相同的时间信息k1分配给第一传感器值S1(k1)和第二传感器值S2(k1)。在本文中，在相同的时间检测到第一传感器值S1(k1)和第二传感器值S2(k1)。此外，将相同的时间信息k2分配给第三传感器值S3(k2)和第四传感器值S4(k2)。在本文中，在相同的时间点检测到第三传感器值S3(k2)和第四传感器值S4(k2)，并且第三传感器值S3(k2)和第四传感器值S4(k2)的检测时间点不同于第一传感器值S1(k1)和第二传感器值S2(k1)的检测时间点。

差分计算器75可以如下计算时间差分值Sd。差分计算器75计算在同一时间接收到的第一传感器值S1(k1)和第二传感器值S2(k1)的平均值Savr(k1)，并且计算在同一时间接收到的第三传感器值S3(k2)和第四传感器值S4(k2)的平均值Savr(k2)。

然后，差分计算器75计算平均值Savr(k1)和平均值Savr(k2)的平均值Savr(k1-2)。在计算出平均值Savr(k1-2)之后，差分计算器75使用平均值Savr(k1-2)来计算时间差分值Sd。

如图11C所示，根据第四实施方式的通信系统404可以将相同的时间信息分配给传感器值S1(k)、S2(k)、S3(k)和S4(k)。例如，当计算时间差分值Sd时，差分计算器75可以使用在相同的时间点接收到的四个传感器值S1(k)、S2(k)、S3(k)和S4(k)的平均值Savr(k)。

下面将描述其中使用分别在不同的时间点接收到的传感器值来计算时间差分值的示例。

如图12A所示，假设在不同于传感器值S1(k3)的时间点而从传感器设备502的第一感测元件51接收到传感器值S1(k1)。在这种情况下，差分计算器75计算两个传感器值S1(k1)与S1(k3)之间的差，并且基于传感器值差来计算第一感测元件51的时间差分值Sd1。此外，假设在不同于传感器值S2(k3)的时间点而从传感器设备502的第二个感测元件52接收到传感器值S2(k1)。在这种情况下，差分计算器75计算两个传感器值S2(k1)与S2(k3)之间的差，并且基于传感器值差来计算第二感测元件52的时间差分值Sd2。

如图12B所示，假设在不同于包括S1(k3)和S2(k3)的传感器值组的时间点而从第一传感器设备502的第一感测元件51和第二感测元件52接收到包括S1(k1)和S2(k1)的传感器值组。在这种情况下，差分计算器75计算两个传感器值组之间的差，并且基于两个传感器值组之间的传感器值差来计算第一传感器设备502的时间差分值SdA。此外，假设在不同于包括S3(k4)和S4(k4)的传感器值组的时间点而从第二传感器设备602的第三感测元件61和第四感测元件62接收到包括S3(k2)和S4(k2)的传感器值组。在这种情况下，差分计算器75计算两个传感器值组之间的差，并且基于两个传感器值组之间的传感器值差来计算第二传感器设备602的时间差分值SdB。

如上所述，可以如图12A所示对应于每个感测元件或者如图12B所示对应于每个传感器设备来计算时间差分值Sd。这种配置允许可靠地确定感测元件中的一个或感测设备中的一个出现异常。此外，避免在差分计算中使用从被确定为具有异常的感测元件或感测设备输出的传感器信号。也就是说，在差分计算中仅使用从正常的感测元件或正常的传感器设备输出的传感器信号。因此，可以提高计算准确度。

如上所述，根据第三实施方式和第四实施方式的通信系统包括多个感测元件，多个感测元件中的每个感测元件检测同一检测目标的同一物理量。差分计算器75使用与多个传感器值S1至S4分开分配的时间信息来计算时间差分值。因此，当每个传感器设备502、602的发送周期与相应的微型计算机711、712的计算周期偏移时，基于时间信息对在差分计算中使用的传感器值进行校正。因此，可以正确地计算传感器值S1至S4的时间差分值。

(其它实施方式)

在第三实施方式和第四实施方式中，单个传感器设备可以具有三个或更多个感测元件，而不是两个感测元件。在第四实施方式中，通信系统404可以具有三个或更多个传感器设备，而不是两个传感器设备。因此，在第三实施方式和第四实施方式所描述的理念下，可以适当地增加或改变用于计算多个传感器值的平均值的配置。

在前述实施方式中，通信系统的数字通信协议采用SENT协议。替代地，可以在通信系统中使用其它通信协议。例如，作为传感器信号，可以使用八比特八位字节信号而不是四比特半字节信号。

在前述实施方式中，感测元件采用霍尔元件。替代地，可以将检测磁场的其它元件用作感测元件。此外，可以将检测除了磁场以外的其它变化的物理量的元件用作感测元件。由感测元件检测的物理量并不限于扭矩。感测元件可以检测物理量如转动角、冲程、负荷，压力等。

根据前述实施方式的通信系统应用于电动助力转向设备。替代地，根据本公开的通信系统可以应用于需要微型计算机基于检测到的传感器信号值执行控制计算的各种设备。

虽然本公开已经参照其优选实施方式进行了描述，但是应该理解的是，本公开并不限于优选实施方式和结构。本公开意在覆盖各种修改和等同布置。此外，虽然优选的各种组合和配置在本公开的精神和范围内，但是包括更多、更少或仅单个元件的其它组合和配置也在本公开的精神和范围内。