本公開涉及用于遠(yuǎn)程傳感器的傳感器接口，該傳感器接口可以在降低布線要求的情況下提供改進(jìn)的速度和魯棒性。

背景技術(shù)：

諸如速度或位置傳感器之類的傳感器被用來在機(jī)電一體化系統(tǒng)中提供反饋信息，并且因此被用作機(jī)械和電氣領(lǐng)域之間的接口。在許多情況下，傳感器的定位是由機(jī)械約束來驅(qū)動(dòng)的，該機(jī)械約束例如感測(cè)目標(biāo)（目標(biāo)輪、軸端等等）的可用構(gòu)造空間或可達(dá)性。因此，在大多數(shù)應(yīng)用中，傳感器不能被嵌入在ECU（電子控制單元）中，但是必須操作為必須通過（有線）接口連接到控制單元的獨(dú)立傳感器（衛(wèi)星傳感器）。

接口是感測(cè)解決方案中就魯棒性、成本和性能而言最關(guān)鍵的組件。就魯棒性來說，線纜和連接器為總的FIT（一定時(shí)間內(nèi)的故障數(shù)）比率提供了重要的貢獻(xiàn)。另外，線纜和連接器的成本與組裝和維護(hù)的成本一起都對(duì)總擁有成本（TCO）有重要貢獻(xiàn)。就性能而言，許多常規(guī)系統(tǒng)中的傳感器接口提供信息傳遞的“瓶頸”。雖然在傳感器位置處可以以高得多的分辨率（在時(shí)間和/或精度上）得到感測(cè)信息（例如感測(cè)和診斷數(shù)據(jù)），但是因?yàn)槿笔У倪B接帶寬所以不能在ECU中以該分辨率來傳遞和使用該感測(cè)信息。此外，許多常規(guī)接口僅提供單向數(shù)據(jù)鏈路（例如傳感器到ECU，但是不能反過來），因此傳感器參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整或者甚至傳感器和ECU之間的同步是不可能的，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的性能降級(jí)。最后，大多數(shù)常規(guī)連接方案是傳感器和ECU之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。在這些情況下，包括若干遠(yuǎn)程傳感器的復(fù)雜系統(tǒng)產(chǎn)生復(fù)雜的布線束。

常規(guī)傳感器系統(tǒng)主要使用傳感器的引腳對(duì)引腳接口。典型的實(shí)施方式是單端電壓接口（每個(gè)傳感器具有3根電線，諸如SENT（單邊半字節(jié)傳輸）、SPC（短PWM（脈沖寬度調(diào)制）碼等等）、或電流接口（每個(gè)傳感器具有2根電線，所述傳感器諸如在ABS（防鎖死剎車系統(tǒng)）或傳動(dòng)裝置速度傳感器中使用的傳感器）。常規(guī)接口變體包括數(shù)字電壓接口、模擬電壓接口、基本電流接口和復(fù)雜電流接口。

在數(shù)字電壓接口中，SENT是在沒有同步和總線能力的情況下用于將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流傳遞到ECU（例如單向地）的通用接口。SPC是英飛凌擁有的實(shí)現(xiàn)同步和基本總線能力的SENT的專有擴(kuò)展。物理層接口的實(shí)施方式是非常基本的，因此接口的可用帶寬（以及因此結(jié)果產(chǎn)生的波特率）非常有限的（20k波特）。由于基本實(shí)施方式，當(dāng)暴露于EMI或ESD時(shí)接口展示出高的易損性。SENT/SPC的關(guān)鍵益處是物理層的低復(fù)雜性以及傳遞包括感測(cè)和診斷數(shù)據(jù)二者的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的可能性。然而，歸因于低的更新率，對(duì)于許多應(yīng)用而言（例如轉(zhuǎn)子位置感測(cè)）這是不夠的。

就系統(tǒng)集成而言，模擬電壓接口提供高帶寬和最大靈活性。當(dāng)被用作外部傳感器接口時(shí)，模擬鏈路經(jīng)受高易損性（例如對(duì)于電壓暴露、EMI、ESD）、大量的信號(hào)線（尤其對(duì)于差動(dòng)信號(hào)運(yùn)行）以及缺少傳遞額外（例如診斷）數(shù)據(jù)的能力的影響。

電流接口的關(guān)鍵益處是可以經(jīng)由傳感器供給線來執(zhí)行信息傳遞（通常產(chǎn)生雙線接口）的事實(shí)。

對(duì)于基本電流接口，物理層的低成本實(shí)施方式展示出就如上述電壓接口上所看到的EMI和ESD而言類似的易損等級(jí)。在常規(guī)實(shí)施方式中，使用若干個(gè)協(xié)議，范圍從反映特定位置索引的簡(jiǎn)單脈沖序列（例如傳動(dòng)裝置速度傳感器）一直到在數(shù)據(jù)流中包括有限診斷數(shù)據(jù)集的高級(jí)專有協(xié)議（例如用于輪速傳感器的VDA協(xié)議）。

PSI5（外圍傳感器接口5）以及DSI（分布式系統(tǒng)接口）是利用專用接口驅(qū)動(dòng)從而提供物理層接口以及低級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層二者的復(fù)雜電流接口的示例。PSI5也具有同步和低速下行（downstream communication）通信能力的特征。盡管在這樣的接口中付出了很大努力，但可用數(shù)據(jù)速率相對(duì)低（例如對(duì)于PSI5的192k波特總數(shù)據(jù)速率）。復(fù)雜電流接口的另一缺點(diǎn)是缺少可容易獲得的獨(dú)立通用收發(fā)器，因此如通用傳感器接口一樣這些實(shí)施方式的成本過高而不能獲得廣闊市場(chǎng)認(rèn)可。

附圖說明

圖1是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的促進(jìn)與遠(yuǎn)程傳感器的高速和魯棒通信的系統(tǒng)的框圖。

圖2是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的被配置成經(jīng)由差動(dòng)傳感器接口來進(jìn)行通信的傳感器的框圖。

圖3是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的采用差動(dòng)傳感器接口來促進(jìn)傳感器和ECU之間的通信的傳感器到ECU連接的框圖。

圖4是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的用于經(jīng)由傳感器接口來進(jìn)行通信的示例傳輸協(xié)議的示圖。

圖5是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的采用差動(dòng)傳感器接口來促進(jìn)四個(gè)傳感器和ECU之間的通信的傳感器集群的示例布置的框圖。

圖6是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的用于廣播同步脈沖（其中多個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣）的示例傳輸協(xié)議的示圖。

圖7是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的可促進(jìn)經(jīng)由傳感器接口的通信的方法的流程圖。

圖8是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的傳感器系統(tǒng)的示例驅(qū)動(dòng)實(shí)施方式的示圖。

圖9是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的干式雙離合器傳動(dòng)系統(tǒng)的示圖，其示出可經(jīng)由接口被ECU控制的多個(gè)傳感器。

圖10是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的與基于傳感器總線接口的布線方案形成對(duì)比的在常規(guī)接口中應(yīng)用的示例點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線方案的示圖。

圖11是圖示根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的示例爪形離合器以及相關(guān)聯(lián)的傳感器系統(tǒng)的示圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考所附附圖來描述本公開，其中相同的參數(shù)數(shù)字自始至終被用來指代相同元件，并且其中所圖示的結(jié)構(gòu)和設(shè)備不一定按照比例來繪制。如這里所利用的，術(shù)語“組件”、“系統(tǒng)”、“接口”等打算指的是與計(jì)算機(jī)有關(guān)的實(shí)體、硬件、軟件（例如處于執(zhí)行中）、和/或固件。例如，組件可以是處理器（例如微處理器、控制器或其他處理設(shè)備）、在處理器上運(yùn)行的過程、控制器、對(duì)象、可執(zhí)行文件、程序、存儲(chǔ)設(shè)備、計(jì)算機(jī)、平板PC和/或具有處理設(shè)備的移動(dòng)電話。舉例來說，在服務(wù)器上運(yùn)行的應(yīng)用和服務(wù)器也可以是組件。一個(gè)或多個(gè)組件可以駐留于過程內(nèi)，并且組件可以被定位在一個(gè)計(jì)算機(jī)上和/或分布于兩個(gè)或更多計(jì)算機(jī)之間?？梢栽谶@里描述一組元件或一組其他組件，在其中術(shù)語“組”可以被解釋為“一個(gè)或多個(gè)”。

此外，例如可以從具有存儲(chǔ)在其上的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的各種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)（諸如利用模塊）來執(zhí)行這些組件。組件可以諸如根據(jù)具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)分組（例如來自與本地系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)中的另一組件進(jìn)行交互的一個(gè)組件的和/或經(jīng)由信號(hào)跨過網(wǎng)絡(luò)（諸如因特網(wǎng)、局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)或與具有其他系統(tǒng)的相似的網(wǎng)絡(luò)）的數(shù)據(jù)）的信號(hào)經(jīng)由本地和/或遠(yuǎn)程過程進(jìn)行通信。

作為一個(gè)示例，組件可以是具有由通過電氣或電子電路操作的機(jī)械零件提供的具體功能的裝置，其中該電氣或電子電路可以通過由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的軟件應(yīng)用或固件應(yīng)用來操作。該一個(gè)或多個(gè)處理器可以在裝置內(nèi)部或外部并且可以執(zhí)行軟件或固件應(yīng)用的至少一部分。作為又一示例，組件可以是在沒有機(jī)械零件的情況下通過電子組件提供具體功能的裝置；該電子組件可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器，在其中執(zhí)行至少部分地給予電子組件的功能的軟件和/或固件。

詞語示例性的使用打算以具體的方式提出概念。如在本申請(qǐng)中使用的，術(shù)語“或”打算意指包括性的“或”而不是排他的“或”。也就是說，除非以其他方式指定，或者從上下文清楚得到，“X采用A或B”打算意指任何一種自然包括性排列。也就是說，如果X采用A；X采用B；或者X采用A和B二者，則在任何一種前述情況下都滿足“X采用A或B”。此外，如在本申請(qǐng)和所附權(quán)利要求中所使用的冠詞“一”和“一個(gè)”通常應(yīng)該被解釋為意指“一個(gè)或多個(gè)”，除非以其他方式指定或從上下文清楚得到要針對(duì)單數(shù)形式。此外，就在具體實(shí)施方式和權(quán)利要求中的任一個(gè)中所使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”、“具有”、“帶有”或其變體的范圍來說，打算使這些術(shù)語以與術(shù)語“包括”類似的方式成為包括性的。

這里公開的實(shí)施例涉及具有多個(gè)有利特征的傳感器接口。在各個(gè)方面中，這里描述的系統(tǒng)和方法可以采用差動(dòng)總線接口，包括例如被廣泛接受的差動(dòng)總線接口（諸如用于傳感器到ECU通信的CAN-HS）。線路編碼可以基于非歸零（NRZ）技術(shù)，如在這里所使用的該非歸零技術(shù)可以包括諸如NRZ倒置（NRZI）等之類的變體。在各個(gè)方面中，可以將USART用于數(shù)據(jù)編碼，并且可以經(jīng)由數(shù)據(jù)幀內(nèi)的專用同步和再同步比特來完成總線再同步。這些同步和再同步比特可以簡(jiǎn)化微控制器要求（因?yàn)椴恍枰忍靥畛洌?，并且可以?shí)現(xiàn)恒定的消息幀長(zhǎng)度（并且由此實(shí)現(xiàn)預(yù)定義的延遲和傳遞時(shí)間）。這里描述的各個(gè)實(shí)施例可以包括允許多個(gè)傳感器連接到同一總線上的尋址特征。另外，在各個(gè)方面，可以采用同步幀來實(shí)現(xiàn)多個(gè)傳感器的同步采樣。

這里描述的實(shí)施例可以提供或采用具有優(yōu)于常規(guī)傳感器接口的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的傳感器接口。在各個(gè)方面中，這里描述的接口可以提供：高更新率（例如在一些示例實(shí)施例中，T_update = 50μs的更新時(shí)間，可按比例降低到T_update = 30μs等等）；同步特征（例如從ECU到傳感器）；總線尋址特征（例如在各個(gè)實(shí)施例中每個(gè)總線高達(dá)4個(gè)參與者/總線或者更多）；經(jīng)定義的延遲和傳遞時(shí)間；感測(cè)數(shù)據(jù)和傳感器診斷數(shù)據(jù)的安全傳遞；處理高電壓暴露（例如汽車電池電壓水平等）的能力；高水平的EMI（電磁干擾）和ESD（靜電放電）魯棒性；涉及可容易獲得的組件的實(shí)施方式；以及與廣闊范圍的微控制器的兼容性。

參考圖1，圖示的是根據(jù)這里公開的各個(gè)方面的促進(jìn)與遠(yuǎn)程傳感器的高速和魯棒通信的系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100可以包括ECU 110、傳感器總線120、以及一個(gè)或多個(gè)傳感器130₁-130_N。盡管這里公開的具體示例實(shí)施例涉及車載式傳感器系統(tǒng)（例如與發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置等連接），但是可以以各種各樣的設(shè)置來實(shí)施系統(tǒng)100以便對(duì)實(shí)質(zhì)上任何特性（例如諸如位置/角度、溫度、磁場(chǎng)、電流、其變化率之類的物理特性；諸如物質(zhì)的存在、不存在或濃度之類的化學(xué)特性；等）的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣并且經(jīng)由本文討論的高速接口傳達(dá)該傳感器數(shù)據(jù)。

ECU 110可以被耦合到傳感器總線120（例如經(jīng)由差動(dòng)收發(fā)器），并且可以經(jīng)由傳感器總線120與傳感器130_i進(jìn)行通信。ECU 110可以生成和輸出同步信號(hào)。該同步信號(hào)或脈沖二者都可以通過各傳感器130_i中的至少一個(gè)觸發(fā)采樣并且被采用來使一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i與共同時(shí)鐘（例如ECU的時(shí)鐘等等）同步。在一些實(shí)施例（例如具有多于一個(gè)傳感器130_i的實(shí)施例）中，同步信號(hào)可以包括可指示一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采樣的地址元素（例如一個(gè)或多個(gè)比特）。例如，同步信號(hào)可以包括至少一個(gè)同步比特（例如用于同步的主導(dǎo)（dominant）比特），（在一些實(shí)施例中，例如具有多個(gè)傳感器130_i的實(shí)施例等）其之后可以是可包括一個(gè)或多個(gè)地址比特的地址元素，在這種情況下地址比特的數(shù)目確定在系統(tǒng)中可被唯一標(biāo)識(shí)的傳感器和/或傳感器組合的最大數(shù)目（例如對(duì)于1個(gè)比特，兩個(gè)傳感器或傳感器組合可以被唯一地標(biāo)識(shí)，對(duì)于2個(gè)比特，對(duì)于4個(gè)比特，對(duì)于8個(gè)比特等等）。在各個(gè)實(shí)施例中，同步脈沖的長(zhǎng)度可以與一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度相同（在這樣的實(shí)施例中其可以具有恒定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀），并且地址信息可以被包含在幀的占空比中，其可以基于數(shù)據(jù)幀和同步脈沖的共同長(zhǎng)度來確定地址比特的數(shù)目。

傳感器總線120可以是差動(dòng)總線（并且ECU 110和傳感器130_i可以具有用于經(jīng)由傳感器總線120來傳輸和接收的差動(dòng)收發(fā)器），并且經(jīng)由傳感器總線120的通信（例如同步信號(hào)、傳感器數(shù)據(jù)等等的通信）可以采用各種各樣的線路編碼中的任一個(gè)，諸如如這里所使用的NRZ（非歸零）編碼，其可以包括關(guān)于NRZ的變體，諸如NRZI（NRZ倒置）等等。

該一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i還可以被耦合到傳感器總線120（例如其中每個(gè)都經(jīng)由相關(guān)聯(lián)的差動(dòng)收發(fā)器被耦合，該相關(guān)聯(lián)的差動(dòng)收發(fā)器可以被包括在該傳感器130_i或分立組件的模塊內(nèi)）。該一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i可以接收同步信號(hào)并且可以響應(yīng)于該同步信號(hào)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣（例如經(jīng)由傳感器元件）。另外，該一個(gè)或多個(gè)傳感器130_i可以將所采樣的傳感器數(shù)據(jù)輸出到傳感器總線120，可由ECU 110在傳感器總線120處接收所采樣的傳感器數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施例（例如具有多于一個(gè)傳感器130_i的實(shí)施例）中，每個(gè)傳感器130_i可以與一個(gè)或多個(gè)地址相關(guān)聯(lián)（例如對(duì)傳感器而言唯一的地址和/或與至少一個(gè)其他傳感器共享的一個(gè)或多個(gè)其他地址）。在這樣的實(shí)施例中，同步信號(hào)可以包括指示所選地址的地址元素，并且在接收到同步信號(hào)時(shí)，與所選地址相關(guān)聯(lián)的每個(gè)傳感器130_i可以對(duì)相關(guān)聯(lián)的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在至少兩個(gè)傳感器130_i與所選地址相關(guān)聯(lián)的各個(gè)方面中，對(duì)于與所選地址相關(guān)聯(lián)的至少兩個(gè)傳感器130_i中的每一個(gè)來說該采樣可以同步發(fā)生。在某些方面中，來自ECU 110的同步信號(hào)可以是廣播同步信號(hào)（例如經(jīng)由包括該廣播同步信號(hào)所指定的具體地址元素），其中各傳感器130_i中的每一個(gè)響應(yīng)于該廣播同步信號(hào)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采樣。

響應(yīng)于同步信號(hào)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采樣的任何傳感器130_i然后可以將所采樣的傳感器數(shù)據(jù)輸出到傳感器總線120。在各個(gè)方面中，傳感器數(shù)據(jù)的輸出可以響應(yīng)于同步信號(hào)，例如利用基于同步信號(hào)的時(shí)序而輸出的傳感器數(shù)據(jù)。此外，將傳感器數(shù)據(jù)輸出到傳感器總線120的任何傳感器130_i可以輸出可被用來促進(jìn)時(shí)鐘同步的一個(gè)或多個(gè)再同步比特（例如在某些或所有數(shù)據(jù)幀的起始處或另外在某些或所有數(shù)據(jù)幀內(nèi)等等）。在一些實(shí)施例中，所有數(shù)據(jù)幀可以具有恒定長(zhǎng)度，而在其他實(shí)施例中，某些數(shù)據(jù)幀（例如來自一個(gè)或多個(gè)傳感器中的第一組的數(shù)據(jù)幀等等）可以具有與某些其他數(shù)據(jù)幀（例如來自一個(gè)或多個(gè)傳感器中的第二組的數(shù)據(jù)幀等等）相比不同的長(zhǎng)度。

對(duì)于在其中多于一個(gè)傳感器130_i基于單個(gè)同步信號(hào)（例如其包括與多于一個(gè)傳感器130_i中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)的地址元素）對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采樣的實(shí)施例，這些多于一個(gè)傳感器130_i可以在不同時(shí)間點(diǎn)輸出它們各自的傳感器數(shù)據(jù)（例如順序地，在一個(gè)輸出之后立即具有或不具有另一個(gè)輸出等等）。輸出傳感器數(shù)據(jù)的順序可以是預(yù)定的，例如基于與傳感器130_i唯一相關(guān)聯(lián)的地址）（例如按照地址增大或降低的順序等等）。

參考圖2，圖示的是根據(jù)這里公開的各個(gè)方面的被配置成經(jīng)由差動(dòng)傳感器接口通信的傳感器200的框圖。傳感器200可以包括差動(dòng)收發(fā)器210和傳感器元件220。在各個(gè)方面中，可以采用傳感器200作為與這里討論的系統(tǒng)、方法和裝置有關(guān)的傳感器，諸如在系統(tǒng)100中。

差動(dòng)收發(fā)器210可以被耦合到傳感器總線，諸如這里討論的差動(dòng)傳感器總線（例如傳感器總線120）。差動(dòng)收發(fā)器210可以經(jīng)由差動(dòng)線路編碼（諸如NRZ編碼）傳輸和接收數(shù)據(jù)。例如差動(dòng)收發(fā)器210可以接收同步信號(hào)（例如諸如來自ECU（諸如ECU 110等等）的同步信號(hào)），并且可以傳輸所采樣的傳感器數(shù)據(jù)（例如其可連同一個(gè)或多個(gè)再同步比特等等一起被傳輸）。在某些方面中，可以響應(yīng)于同步信號(hào)（例如至少部分基于同步信號(hào)的時(shí)序等等）來傳輸所采樣的傳感器數(shù)據(jù)。

響應(yīng)于由差動(dòng)收發(fā)器210接收到的同步信號(hào)，傳感器元件220可以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣（例如與一個(gè)或多個(gè)所感測(cè)的特性相關(guān)聯(lián)的值）。

此外，在一些實(shí)施例（例如采用多于一個(gè)傳感器的系統(tǒng)、方法和裝置等等）中，傳感器200可以與一個(gè)或多個(gè)地址相關(guān)聯(lián)，并且當(dāng)由差動(dòng)收發(fā)器210所接收到的同步信號(hào)經(jīng)由地址元素指示各相關(guān)聯(lián)地址中的一個(gè)時(shí)，傳感器元件220可以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在一些方面中，這些地址中的至少一個(gè)可以僅與傳感器200相關(guān)聯(lián)，盡管在其他方面中，傳感器200可以僅與也同至少一個(gè)其他傳感器關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)地址相關(guān)聯(lián)。例如，如果傳感器200具有唯一的地址，則同步信號(hào)可以指示該地址，并且僅傳感器200可以響應(yīng)于該所指示的地址來對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在另一示例中，如果傳感器200與還與額外傳感器相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)地址相關(guān)聯(lián)，則響應(yīng)于指示這些地址中的一個(gè)的同步信號(hào)，傳感器200以及該一個(gè)或多個(gè)額外傳感器二者可以同時(shí)對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。

參考圖3，所圖示的是根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的采用差動(dòng)傳感器接口330來促進(jìn)傳感器320和ECU 310之間的通信的傳感器到ECU連接的框圖。在各方面中，這里描述的實(shí)施例可以采用數(shù)字差動(dòng)信號(hào)收發(fā)器作為用于傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢韺?。在各個(gè)實(shí)施例中，CAN-HS（控制器區(qū)域網(wǎng)-高速）標(biāo)準(zhǔn)的變體可以被用作物理層。CAN-HS不僅是就物理層實(shí)施方式而言被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)，而且還確定如在ISO（國際標(biāo)準(zhǔn)化組織）標(biāo)準(zhǔn)11898（ISO 11898）中描述的（一個(gè)或多個(gè)）數(shù)據(jù)鏈路層。然而，由于支持具有大量參與者的通用多主控網(wǎng)絡(luò)所需的ISO 11898的大量數(shù)據(jù)開銷（CAN-HS使用長(zhǎng)度為11比特或29比特的標(biāo)識(shí)符），如果如所定義的采用現(xiàn)有CAN-HS標(biāo)準(zhǔn)的話總線上的可用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率將實(shí)在太低。因此，在這里所描述的方面中，可以采用專用數(shù)據(jù)鏈路層（例如堆棧），其被優(yōu)化以在具有顯著降低的開銷的情況下用于到遠(yuǎn)程傳感器的接合。

CAN-HS中的比特編碼基于NRZ（非歸零）編碼方案。為了發(fā)送器和接收器之間的適當(dāng)再同步，ISO 11898指定確保在同一值的最多5個(gè)后續(xù)比特之后的總線狀態(tài)過渡的比特填充方法。因?yàn)楸忍靥畛湫枰瞻l(fā)器以及接收器二者上的計(jì)算能力，所以通常在具體微控制器的CAN接口塊中實(shí)施。為了實(shí)現(xiàn)不具有任何CAN接口功能的特征的標(biāo)準(zhǔn)微控制器的使用，可以以規(guī)則USART（通用同步/異步接收器/發(fā)送器）格式（例如RS-232等等）來對(duì)總線上的信號(hào)進(jìn)行編碼。與CAN標(biāo)準(zhǔn)形成對(duì)比，可以經(jīng)由幀同步和再同步比特來執(zhí)行這里描述的實(shí)施例中的再同步。例如，在具有多于一個(gè)傳感器的實(shí)施例中，這可以經(jīng)由數(shù)據(jù)幀中的地址頭來完成，該地址頭之后是幀同步比特和專用再同步比特。除了降低的硬件/軟件復(fù)雜性的優(yōu)點(diǎn)之外，包括專用同步（和再同步）比特（例如與采用比特填充相反）可以確?？深A(yù)測(cè)的幀長(zhǎng)度，其提供實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)接口延遲時(shí)間的感測(cè)應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)傳感器可以采用恒定的幀長(zhǎng)度。可替代地，在其他實(shí)施例中，某些或所有傳感器可以采用與其他傳感器不同的幀長(zhǎng)度。

參考圖4，其圖示的是根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的用于經(jīng)由傳感器接口的通信的傳輸協(xié)議400的示例。盡管圖4示出被采用來結(jié)合具體實(shí)施例來說明這里描述的方面的具體示例傳輸協(xié)議400，但是在其他實(shí)施例中，可以采用具有其他特性的傳輸協(xié)議。例如，傳輸協(xié)議400中采用的地址比特的數(shù)目可以被選擇成任何數(shù)目的地址比特（例如2、3、4、8等等），或者可以通過將同步脈沖的長(zhǎng)度設(shè)置成與數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度相同來確定傳輸協(xié)議400中采用的地址比特的數(shù)目，或者對(duì)于具有經(jīng)由總線連接的僅一個(gè)傳感器的實(shí)施例，地址比特可以被省略，因?yàn)橛蒃CU驅(qū)動(dòng)的每個(gè)同步脈沖將指示該傳感器應(yīng)該對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。另外，每個(gè)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)比特的數(shù)目可以隨著同步或再同步比特多久被傳輸（例如不同于傳輸協(xié)議400中示出的每九個(gè)比特）以及傳輸協(xié)議400的其他特性而改變（例如不同于傳輸協(xié)議400中示出的八個(gè)比特）。

對(duì)于涉及遠(yuǎn)程傳感器的大多數(shù)應(yīng)用，使傳感器與ECU時(shí)鐘域同步可以是有利的。為了這樣做，ECU可以生成同步信號(hào)并且將其傳輸?shù)絺鞲衅?。在這里描述的各個(gè)實(shí)施例中，可以通過同步脈沖（例如其中總線是由ECU驅(qū)動(dòng)的）來實(shí)現(xiàn)該同步以發(fā)起傳感器的數(shù)據(jù)采樣和數(shù)據(jù)傳遞。同時(shí)，同步脈沖的長(zhǎng)度可以被用作尋址特征。在一個(gè)示例傳輸協(xié)議中，同步區(qū)段由3個(gè)比特組成。第一比特可以被連續(xù)設(shè)置成主導(dǎo)（用于同步），而后續(xù)兩個(gè)比特可以被用來指示多個(gè)傳感器地址的具體傳感器地址。因此，示例傳輸協(xié)議400可以在一個(gè)ECU輸出上支持多達(dá)四個(gè)傳感器（可替代地，對(duì)于4比特同步區(qū)段，可以在一個(gè)ECU輸出上支持多達(dá)8個(gè)傳感器地址等等）。參考圖5，圖示的是根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的采用差動(dòng)傳感器接口530來促進(jìn)四個(gè)傳感器520和ECU 510之間的通信的傳感器集群的示例布置。

在某些方面中，連接到傳感器總線的多個(gè)傳感器（例如電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用內(nèi)的電流傳感器和轉(zhuǎn)子位置傳感器）可以被配置利用與多個(gè)地址的不同地址相關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣。在同時(shí)對(duì)各自的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣之后，然后可以順序傳輸該數(shù)據(jù)。參考圖6，圖示的是根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的用于廣播同步脈沖（其中多個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣）的示例傳輸協(xié)議600。如可在圖6中看到的，ECU對(duì)初始同步脈沖的傳輸包括與用于同時(shí)數(shù)據(jù)采樣的多個(gè)傳感器相關(guān)聯(lián)的地址。在同步脈沖之后，多個(gè)傳感器中的每一個(gè)都同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并且然后多個(gè)傳感器中的每個(gè)傳感器順序傳輸由該傳感器采樣的數(shù)據(jù)（例如根據(jù)預(yù)定順序，諸如依照與這些傳感器唯一相關(guān)聯(lián)的地址的地址升序（或降序）的順序等等）。在其中多個(gè)地址中的至少一個(gè)被用于多個(gè)傳感器的同時(shí)采樣的實(shí)施例中，對(duì)于給定數(shù)目的地址比特來說，傳感器的最大數(shù)目被降低（例如，對(duì)于兩個(gè)地址比特，存在四個(gè)地址，它們可以被分配給用于同時(shí)進(jìn)行采樣的四個(gè)不同傳感器、三個(gè)不同傳感器以及一個(gè)多個(gè)傳感器等等）。

參考圖7，圖示的是根據(jù)這里討論的各個(gè)方面的可促進(jìn)經(jīng)由傳感器接口的通信的方法700的流程圖。在702處，可以從ECU輸出同步信號(hào)（例如到如這里描述的差動(dòng)傳感器總線等等），該同步信號(hào)諸如這里討論的同步信號(hào)（例如可以包括但不需要包括地址元素的同步信號(hào)等等）。在704處，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以（例如經(jīng)由差動(dòng)傳感器總線）接收同步信號(hào)。響應(yīng)于同步信號(hào)，在706處，一個(gè)或多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)可以對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣（例如如果存在僅一個(gè)傳感器，則由該傳感器來對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；由經(jīng)由同步信號(hào)的地址元素指示的一個(gè)或多個(gè)傳感器來對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；響應(yīng)于廣播同步信號(hào)由所有傳感器來對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣；等等）。在708處，該至少一個(gè)傳感器可以輸出所采樣的傳感器數(shù)據(jù)。在710處，可以在ECU處接收到所采樣的傳感器數(shù)據(jù)。

可以在多種應(yīng)用中采用這里描述的實(shí)施例。盡管結(jié)合車載式（例如汽車等等）傳感器系統(tǒng)來提供下面的示例，但是可以在多種多樣的應(yīng)用中采用這里描述的實(shí)施例來經(jīng)由高速魯棒接口提供傳感器數(shù)據(jù)的通信。

在第一示例應(yīng)用中，可以在電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用中采用如這里描述的系統(tǒng)。參考圖8，圖示的是根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的傳感器系統(tǒng)800的示例驅(qū)動(dòng)實(shí)施方式。在許多情況下（例如高功率驅(qū)動(dòng)等等），控制電子器件810與電動(dòng)機(jī)分開，因此轉(zhuǎn)子位置傳感器820（例如在軸端或軸外處）不能被嵌入到控制ECU中。采用如這里描述的高速接口830將傳感器820連接到ECU 810提供優(yōu)于常規(guī)系統(tǒng)的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，提供就以下方面而言的優(yōu)點(diǎn)：傳感器數(shù)據(jù)的可用性、連接電線的減少、傳感器連接器的降低的尺寸和成本（如果需要多根電線的話這可以確定傳感器模塊的尺寸）以及接口的魯棒性（例如關(guān)于從高功率布線或交叉耦合附近產(chǎn)生的EMI和ESD）。

在第二組示例應(yīng)用中，在其中多于一個(gè)電動(dòng)機(jī)被一個(gè)ECU控制的情況下，這里描述的實(shí)施例可以提供優(yōu)于常規(guī)系統(tǒng)的顯著優(yōu)點(diǎn)。參考圖9，圖示了根據(jù)這里描述的各個(gè)方面的干式雙離合器傳動(dòng)系統(tǒng)，其示出可經(jīng)由接口被ECU控制的多個(gè)傳感器920。在圖9中示出的示例傳動(dòng)單元中，兩個(gè)BLDC（無刷直流）電動(dòng)機(jī)被用來執(zhí)行雙離合器的控制；另外兩個(gè)BLDC電動(dòng)機(jī)被用來定位變速桿。因此，對(duì)于該應(yīng)用來說，需要總共四個(gè)轉(zhuǎn)子位置傳感器。根據(jù)采用這里描述的高速傳感器接口的實(shí)施例，四個(gè)分開的傳感器線纜可以被連線到ECU，并且所有四個(gè)傳感器可以被連接到一個(gè)單接口。另外，諸如油壓傳感器或變速桿位置反饋傳感器之類的其他傳感器可以被連接到總線，以便導(dǎo)致布線復(fù)雜性的甚至更顯著的降低。

參考圖10，圖示的是與基于結(jié)合這里描述的各個(gè)方面采用的傳感器總線接口的布線方案1010形成對(duì)比的在常規(guī)接口中應(yīng)用的示例點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線方案1000。常規(guī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電流布線方案1000包括到傳動(dòng)控制單元的總共33個(gè)連接。相比之下，在本文公開的實(shí)施例中采用的傳感器總線布線方案可以將連接的數(shù)目降低到4個(gè)。然而，如布線方案1010中所示，為了增加的安全性，傳感器可以被分成兩組，結(jié)果產(chǎn)生總共8個(gè)連接。

在第三組示例中，可以結(jié)合依賴于來自多于一個(gè)傳感器的同時(shí)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)來采用這里描述的實(shí)施例。

通過將壓力施加于摩擦板來控制傳統(tǒng)的離合器系統(tǒng)（例如干式離合器、濕式離合器）?？刂骗h(huán)路所需的唯一反饋參數(shù)是離合器的殘留滑動(dòng)，并且可以通過輸入軸和輸出軸二者的基本速度測(cè)量結(jié)果來容易地得到該信息。然而，由于增大的效率，爪形離合器被引入到更高級(jí)的傳動(dòng)系統(tǒng)中。參考圖11，圖示的是示例爪形離合器以及相關(guān)聯(lián)的傳感器系統(tǒng)。如可以在圖11中看到的，爪形離合器中采用的爪形齒輪具有比傳統(tǒng)齒輪更多的空間，以使得齒彼此靠著平接而不是直接嚙合。

盡管常規(guī)離合器可以以各板之間的任何相位關(guān)系閉合，但是將爪形離合器閉合需要兩個(gè)軸的速度和絕對(duì)軸角二者的同步。因此，以高更新率提供相關(guān)信息（角度、速度、加速度）的傳感器離合器是重要的。采用這里討論的傳感器接口的實(shí)施例可以提供以下方面的顯著好處：降低的布線復(fù)雜性；使傳感器集群同步以獲得更高感測(cè)精度的能力；以及傳遞額外信息（例如可以被用來確認(rèn)傳感器數(shù)據(jù)從而導(dǎo)致更好的功能性安全的診斷信息、等等）的能力。

本主題公開的說明的實(shí)施例的上述描述（包括摘要中描述的那些）不打算是窮盡的或者將所公開的實(shí)施例限于所公開的精確形式。盡管為了說明性目的在這里描述了具體實(shí)施例和示例，但是如相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到的，被視為在這樣的實(shí)施例和示例范圍內(nèi)的各種修改是可能的。

就這一點(diǎn)來說，盡管已結(jié)合各個(gè)實(shí)施例以及對(duì)應(yīng)的附圖描述了所公開的主題，但是在適用時(shí)，要理解的是在不偏離所公開的主題的情況下可以使用其他類似的實(shí)施例或者可以對(duì)所述實(shí)施例作出修改和添加以執(zhí)行與所公開的主題相同的、相似的、可替代的或替換的功能。因此，所公開的主題不應(yīng)該被限于這里描述的任何單個(gè)實(shí)施例，而是應(yīng)該以根據(jù)下面所附權(quán)利要求的寬度和范圍來解釋所公開的主題。

特別地關(guān)于由上述組件或結(jié)構(gòu)（部件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等等）執(zhí)行的各個(gè)功能，被用來描述這些組件的術(shù)語（包括對(duì)“裝置”的參考）打算與執(zhí)行所述組件的所指定的功能的任何組件或結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)（例如即功能上等同）（除非以其他方式指出），即使在結(jié)構(gòu)上與執(zhí)行這里說明的示例性實(shí)施方式中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)不等同。此外，盡管可能已經(jīng)關(guān)于若干個(gè)實(shí)施方式中的僅一個(gè)公開了特定特征，但是這樣的特征可以與其他實(shí)施方式的一個(gè)或多個(gè)其他特征組合，這可能是任何給定或特定應(yīng)用所期望并且有利的。