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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem, bei dem eine Master- bzw. Hauptsteuerung mit einer Slave- bzw. Nebensteuerung, die mit einer lokalen Vorrichtung verbunden ist, kommuniziert.
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In den letzten Jahren wurden zahlreiche Sensoren an einem Fahrzeug angebracht, um sehr viele Fahrzeuginformationen (z. B. eine Geschwindigkeit) zu sammeln, um viele Funktionen des Fahrzeugs genau zu steuern. Die Sensoren sind über ein Kommunikationskabel mit einer Steuereinheit verbunden und tauschen Informationen zwischen einander aus.
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Bei einem herkömmlichen Kommunikationssystem, das in 9 gezeigt ist, ist eine Steuereinheit 112, die als eine Master-Steuerung wirkt, über einen Zündschalter 106 eines Fahrzeugs mit einem positiven Anschluss einer Batterie 107 verbunden. Ein negativer Anschluss der Batterie 107 ist mit einer Rahmenmasse FG verbunden, d. h., der negative Anschluss der Batterie 107 ist an einem Rahmen (d. h. einem Fahrgestell) des Fahrzeugs an Masse gelegt. Eine Sensorvorrichtung 203, die als eine Slave-Steuerung wirkt, ist über ein Kommunikationskabel 111, das aus einem ersten und einem zweiten Draht besteht, mit der Steuereinheit 112 verbunden. Ein Sensor 202, der als eine lokale Vorrichtung wirkt, ist mit der Sensorvorrichtung 203 verbunden.
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Die Sensorvorrichtung 203 weist eine Stromversorgungsschaltung 203a, eine Bestimmungsschaltung 203h und eine Kommunikationsschnittstellenschaltung 203i auf. Das Kommunikationskabel 111 ist über einen ersten Eingangsanschluss BA der Sensorvorrichtung 203 mit der Stromversorgungsschaltung 203a verbunden. Das Kommunikationskabel 111 ist ferner über einen zweiten Eingangsanschluss BB der Sensorvorrichtung 203 mit der Kommunikationsschnittstellenschaltung 203i verbunden. Der erste und der zweite Draht des Kommunikationskabels 111 sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangsanschluss BA bzw. BB verbunden. Ein Ausgang der Stromversorgungsschaltung 203a ist über einen ersten Ausgangsanschluss SA der Sensorvorrichtung 203 mit einem positiven Anschluss 202g des Sensors 202 verbunden. Ein negativer Anschluss 202h des Sensors 202 ist über einen zweiten Ausgangsanschluss SB der Sensorvorrichtung 203 mit einer Signalmasse SG der Sensorvorrichtung 203 verbunden.
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Wie in 10 gezeigt ist, hat die Steuereinheit 112 zwei Phasen, wobei eine derselben eine Zuführphase und die andere derselben eine Kommunikationsphase ist. In der Zuführphase führt die Steuereinheit 112 der Sensorvorrichtung 203 über das Kommunikationskabel 111 eine erste Gleichspannung hinsichtlich der Rahmenmasse FG zu. In der Kommunikationsphase wird die erste Gleichspannung an dem Kommunikationskabel 111 geändert, so dass die Steuereinheit 112 mit der Sensorvorrichtung 203 kommuniziert. Genauer gesagt, sind in der Kommunikationsphase Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 111 gepulst und gegenphasig. Demgemäß sind Spannungen bei dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Sensorvorrichtung 203 gepulst und gegenphasig, wie in 10 gezeigt ist.
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Die Stromversorgungsschaltung 203a der Sensorvorrichtung 203 erzeugt aus der ersten Gleichspannung eine zweite Gleichspannung und führt die zweite Gleichspannung dem Sensor 202 zu. Wie in 11 gezeigt ist, wird in der Zuführphase die zweite Gleichspannung hinsichtlich der Rahmenmasse FG zugeführt. In der Kommunikationsphase variiert jedoch die zweite Gleichspannung mit der ersten Gleichspannung und wird folglich hinsichtlich eines Potenzials, das höher als die Rahmenmasse FG ist, zugeführt. Die zweite Gleichspannung wird ferner synchron mit der ersten Gleichspannung gepulst, derart, dass Spannungen an dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss SA, SB der Sensorvorrichtung 203 miteinander in Phase bzw. phasengleich sind. Wenn Drähte, die den Sensor 202 und die Sensorvorrichtung 203 verbinden, lang sind oder der Sensor 202 aus linearen Leitern aufgebaut ist, können daher die Drähte oder der Sensor 202 selbst als eine Antenne wirken und ein Rauschen emittieren.
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Ein Kommunikationssystem, das in der
JP-A-2005-277546 offenbart ist, ist entworfen, um die Emission eines Rauschens zu verhindern. Das Kommunikationssystem weist eine Master-Steuerung, eine Slave-Steuerung und ein Kommunikationskabel zum Verbinden der Master- und der Slave-Steuerung auf. Die Slave-Steuerung ist mit einer Abschlussschaltung versehen. Die Abschlussschaltung passt Impedanzen zwischen der Slave-Steuerung und dem Kommunikationskabel ungeachtet eines Übergangs des Potenzials an dem Kommunikationskabel an. Eine Impedanzfehlanpassung wird verhindert, so dass ein Rauschen, das durch das Kommunikationskabel und die Slave-Steuerung emittiert wird, reduziert werden kann.
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Bei dem Kommunikationssystem, das in
9 gezeigt ist, wird das Rauschen jedoch durch die Tatsache bewirkt, dass die zweite Gleichspannung synchron mit der ersten Gleichspannung gepulst ist, derart, dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Anschluss SA, SB miteinander phasengleich sind. Kurz gesagt, die Impedanzfehlanpassung bewirkt nicht das Rauschen in dem Kommunikationssystem, das in
9 gezeigt ist. Die Abschlussschaltung, die in dem Kommunikationssystem, das in der
JP-A-2005-277546 offenbart ist, verwendet ist, kann daher das Rauschen in dem Kommunikationssystem, das in
9 gezeigt ist, nicht reduzieren.
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Die
DE 31 05 120 A1 offenbart einen Regenerator mit Coderegel-Verletzungsprüfer, welcher Amplitudenfilter zur Amplitudenentscheidung der empfangenen Impulse aufweist, welche als Signal am Eingang E des Regenerators anliegen. Das Eingangssignal wird durch die beiden Amplitudenfilter in zwei Impulszüge aufgeteilt. Das erste Amplitudenfilter gibt den dem positiven Impulsen des Eingangssignals entsprechenden Impulszug an einen ersten D-Flip-Flop weiter, während das zweite Amplitudenfilter einen den negativen Impulsen des Eingangssignals entsprechenden Impulszug an einen zweiten D-Flip-Flop weiterleitet. Die D-Flip-Flops werden für eine Zeitentscheidung verwendet. Auf Grund des Aufbaus des Regenerators ergibt sich ein Gleichrichtereffekt, durch den die Phase der negativen Impulse um 180° gedreht wird. Der Regenarator weist zwei Signalausgänge auf.
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Aus der
US 6,819,059 B2 ist ein Energieversorgungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches die Zufuhr eine erforderliche Lichtenergie für Notfallanwendungen ohne die Verursachung von elektromagnetischen Interferenzen ermöglicht. Das Energieversorgungssystem umfasst einen Zweiphasenleistungsconverter, der einen Mikrocontroller enthält, um eine 180° Verschiebung zwischen den beiden Phasen beizubehalten. Darüber hinaus, sind ein Master und ein Slave über zwei Drähte miteinander verbunden, wobei eine erste Gleichspannung, die von einer Batterie bereitgestellt wird, in eine zweite Gleichspannung umgewandelt wird.
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Angesichts des in vorstehendem beschriebenen Problems ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen, mit welchem ein Rauschen reduziert wird, das durch eine Änderung einer Gleichspannung bewirkt wird, die einer in besonderer Weise gestalteten lokalen Vorrichtung von einer in bestimmter Weise ausgestalteten Slave-Steuerung zugeführt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des anliegenden Anspruches 1 bzw. durch den Gegenstand des anliegenden Anspruches 7 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der anliegenden Ansprüche 2 bis 6 bzw. 8 bis 11.
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Eine Kommunikationsvorrichtung der vorgeschlagenen Art weist also eine Master-Steuerung, eine Slave-Steuerung, eine lokale Vorrichtung, die einen positiven und einen negativen Anschluss hat und mit der Slave-Steuerung verbunden ist, und ein Kommunikationskabel, das einen ersten und einen zweiten Draht hat und zwischen die Master-Steuerung und die Slave-Steuerung geschaltet ist, auf.
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Die Master-Steuerung hat eine Zuführphase und eine Kommunikationsphase. In der Zuführphase führt die Master-Steuerung der Slave-Steuerung über das Kommunikationskabel eine erste Gleichspannung zu. In der Kommunikationsphase kommuniziert die Master-Steuerung mit der Slave-Steuerung durch ein Ändern der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels gegenphasig sind.
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Die Slave-Steuerung erzeugt aus der ersten Gleichspannung eine zweite Gleichspannung und führt die zweite Gleichspannung der lokalen Vorrichtung zu. Wenn die Master-Steuerung und die Slave-Steuerung miteinander kommunizieren, ändert die Slave-Steuerung die zweite Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass Spannungen an dem positiven und dem negativen Anschluss der lokalen Vorrichtung gegenphasig sind und synchron mit der ersten Gleichspannung variieren. Ein erstes elektrisches Feld, das durch ein erstes Rauschen, das von der Seite des positiven Anschlusses emittiert wird, bewirkt wird, ist daher gegenphasig zu einem zweiten elektrischen Feld, das durch ein zweites Rauschen, das von der Seite des negativen Anschlusses emittiert wird, bewirkt wird. Das erste und das zweite elektrische Feld heben einander auf, so dass eine Emission eines Rauschens von der lokalen Vorrichtung als Ganzes reduziert werden kann.
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Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erfolgt, offensichtlicher. Es zeigen:
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1 eine Draufsicht eines Fahrzeugs, das mit einem Fußgängerschutzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 eine Teilexplosionsansicht des Fußgängerschutzsystems;
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3A und 3B eine Längsquerschnittansicht eines Berührungssensors, der bei dem Fußgängerschutzsystem verwendet ist, bzw. eine Querschnittansicht entlang einer Linie IIIB-IIIB von 3A;
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4 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm des Berührungssensors;
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5A und 5B eine Längsquerschnittansicht des Berührungssensors, die zu einem Zeitpunkt, wenn ein Objekt mit dem Berührungssensor kollidiert, betrachtet ist, bzw. eine Querschnittansicht entlang einer Linie VB-VB von 5A;
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6 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm des Berührungssensors, das zu einem Zeitpunkt, wenn das Objekt mit dem Berührungssensor kollidiert, betrachtet ist;
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7 ein Blockdiagramm des Fußgängerschutzsystems;
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8 eine graphische Darstellung, die Spannungen bei einem Eingangs- und einem Ausgangsanschluss einer Kollisionserfassungsschaltung, die bei dem Fußgängerschutzsystem verwendet ist, zeigt;
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9 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Kommunikationssystems;
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10 eine graphische Darstellung, die Spannungen bei Eingangsanschlüssen einer Sensorvorrichtung, die bei einem herkömmlichen Kommunikationssystem verwendet ist, zeigt; und
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11 eine graphische Darstellung, die Spannungen bei Ausgangsanschlüssen der Sensorvorrichtung, die bei dem herkömmlichen Kommunikationssystem verwendet ist, zeigt.
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Wie in 1 gezeigt ist, weist ein Fußgängerschutzsystem 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Fußgängerkollisionssensor 10, ein Kommunikationskabel 11 mit einem Paar von einem ersten und einem zweiten Draht, eine Steuereinheit 12, die als eine Master-Steuerung wirkt, Airbag- bzw. Luftsack-Gasgeneratoren 13, 14 und einen Säulenairbag 15 auf.
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Der Kollisionssensor 10 ist nahe einem vorderen Stoßfänger 2 eines Fahrzeugs eingebaut, um eine Kollision zwischen einem Fußgänger und dem Stoßfänger 2 zu erfassen. Der Kollisionssensor 10 gibt ein Erfassungsresultat, das anzeigt, ob die Kollision auftritt, zu der Steuereinheit 12 aus.
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Die Steuereinheit 12 führt dem Kollisionssensor 10 über das Kommunikationskabel 11 eine Gleichspannung zu. Es werden ferner über das Kommunikationskabel 11 verschiedene Daten, die das Erfassungsresultat aufweisen, zwischen dem Kollisionssensor 10 und der Steuereinheit 12 ausgetauscht. Die Steuereinheit 12 ist im Allgemeinen in der Mitte des Fahrzeugs angebracht und gibt gemäß dem Erfassungsresultat, das von dem Kollisionssensor 10 empfangen wird, ein Zündsignal zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus.
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Die Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 sind nahe einer vorderen Säule des Fahrzeugs angebracht und blasen den Säulenairbag 15 ansprechend auf das Zündsignal auf. Der Säulenairbag 15 ist ebenfalls nahe der vorderen Säule des Fahrzeugs angebracht. Wenn der Säulenairbag 15 durch die Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aufgeblasen wird, entfaltet sich derselbe und breitet sich hin zu der Vorderseite einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs aus, um den Fußgänger, der durch den Stoßfänger 2 getroffen wird, davor zu schützen, durch die vordere Säule getroffen zu werden.
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Wie in 2 gezeigt ist, weist der Kollisionssensor 10 eine Sensorträgerplatte 100, einen faseroptischen Sensor 101, einen Berührungssensor 102, der als eine lokale Vorrichtung wirkt, und eine Kollisionserfassungsschaltung 103, die als eine Slave-Steuerung wirkt, auf. Die Trägerplatte 100 hat eine annähernd rechteckige Form und ist beispielsweise aus einem Harz hergestellt. Die Trägerplatte 100 trägt den faseroptischen Sensor 101 und den Berührungssensor 102. Wenn eine Stoßkraft aufgrund der Kollision an den faseroptischen Sensor 101 angelegt wird, verringert sich die Menge eines Lichts, das durch den faseroptischen Sensor 101 gesendet wird. Ferner verringert sich der Widerstand des Berührungssensors 102, wenn die Stoßkraft aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt wird. Basierend auf sowohl der Menge eines Lichts, das durch den faseroptischen Sensor 101 gesendet wird, als auch dem Widerstand des Berührungssensors 102 bestimmt die Erfassungsschaltung 103, ob die Kollision zwischen dem Fußgänger und dem Stoßfänger 2 auftritt.
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Der Stoßfänger 2 weist eine Stoßfängerabdeckung 20 und einen Stoßfängerdämpfer 21 auf. Der Stoßfänger 2 ist an einer Stoßfängerverstärkung 32 angebracht. Die Stoßfängerverstärkung 32 ist an äußersten Enden von Seitenbaugliedern 30, 31 eines Rahmens (d. h. eines Fahrgestells) des Fahrzeugs befestigt. Die Stoßfängerabdeckung 20 ist durch den Stoßfängerdämpfer 21 an der Stoßfängerverstärkung 32 befestigt. Der faseroptische Sensor 101 und der Berührungssensor 102, die durch die Trägerplatte 100 getragen sind, sind zwischen dem Stoßfängerdämpfer 21 und der Stoßfängerverstärkung 32 angeordnet. Sowohl der faseroptische Sensor 101 als auch der Berührungssensor 102 sind mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden.
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Der Berührungssensor 102 ist im Folgenden unter Bezugnahme auf 3A–6 detailliert beschrieben. Wie in 3A und 3B gezeigt ist, weist der Berührungssensor 102 ein elastisches Rohr 102a, das aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, und lineare Leiter 102b–102e, die an einer inneren Wand des elastischen Rohrs 102a platziert sind, auf. Die Leiter 102b–102e erstrecken sich entlang der Länge des Rohrs 102a auf eine schraubenförmige Art und Weise, um voneinander elektrisch getrennt zu sein. Genauer gesagt, liegen die Leiter 102b, 102d bezüglich der Mitte des Rohrs 102a einander gegenüber. Ebenso liegen die Leiter 102c, 102e bezüglich der Mitte des Rohrs 102a einander gegenüber.
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Wie in 4 gezeigt ist, sind die Leiter 102b, 102c an einem Ende miteinander elektrisch verbunden, und die Leiter 102d, 102e sind an einem Ende miteinander elektrisch verbunden. Die Leiter 102c, 102e sind an dem anderen Ende über einen Widerstand 102f miteinander verbunden. Die anderen Enden der Leiter 102b, 102d dienen als ein positiver bzw. ein negativer Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102.
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Wie in 5A gezeigt ist, ist der Berührungssensor 102 an einer Basis 4 (z. B. der Sensorträgerplatte 100), die eine Steifigkeit aufweist, angebracht. Wenn ein Objekt 5 mit dem Berührungssensor 102 kollidiert, wird das Rohr 102a durch die Stoßkraft aufgrund der Kollision verformt. Folglich, wie in 5B gezeigt ist, sind die Leiter 102b, 102e miteinander elektrisch kontaktiert, und die Leiter 102c, 102d sind miteinander elektrisch kontaktiert. Wie in 6 gezeigt ist, wird daher der Widerstand 102f kurzgeschlossen, und der Widerstand zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 ist reduziert. Der Widerstand des Berührungssensors 102 verringert sich daher, wenn die Stoßkraft aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt wird.
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Als Nächstes ist unter Bezugnahme auf 7 die Steuereinheit 12 detailliert beschrieben. Wie in 7 gezeigt ist, ist die Steuereinheit 12 über einen Zündschalter 6 des Fahrzeugs mit einem positiven Anschluss einer Batterie 7 verbunden und derselben wird eine Batteriegleichspannung zugeführt. Ein negativer Anschluss der Batterie 7 ist mit einer Rahmenmasse FG verbunden, d. h. der negative Anschluss der Batterie 7 ist an dem Rahmen des Fahrzeugs an Masse gelegt. Die Steuereinheit 12 ist ferner mit beiden Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 verbunden.
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Die Steuereinheit 12 hat zwei Phasen, wobei eine derselben eine Zuführphase und die andere derselben eine Kommunikationsphase ist. In der Zuführphase führt die Steuereinheit 12 dem Kollisionssensor 10 über das Kommunikationskabel 11 eine erste Gleichspannung hinsichtlich der Rahmenmasse FG zu. In der Kommunikationsphase ändert die Steuereinheit 12 die erste Gleichspannung, um mit dem Kollisionssensor 10 zu kommunizieren. Genauer gesagt, werden in der Kommunikationsphase Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 geändert (z. B. gepulst) und sind gegenphasig. Demgemäß werden Spannungen bei dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Erfassungsschaltung 103 geändert und sind gegenphasig, wie in 8 gezeigt ist. Die erste Gleichspannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB.
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Die Steuereinheit 12 kommuniziert daher mit dem Kollisionssensor 10 und empfängt das Erfassungsresultat von dem Kollisionssensor 10. Die Steuereinheit 12 gibt das Zündsignal gemäß dem Erfassungsresultat zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus.
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Die Erfassungsschaltung 103 weist eine Stromversorgungsschaltung 103a, eine Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b, eine Spannungssteuerschaltung 103c, eine positivseitige Konstantstromschaltung 103d, eine negativseitige Konstantstromschaltung 103e, einen Differenzverstärker 103f, eine Halteschaltung 103g, eine Bestimmungsschaltung 103h und eine Kommunikationsschnittstellenschaltung 103i auf.
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Die erste Gleichspannung, die dem Kollisionssensor 10 zugeführt wird, lädt die Stromversorgungsschaltung 103a der Erfassungsschaltung 103. Die geladene Stromversorgungsschaltung 103a führt dem Berührungssensor 102 und jeder der inneren Schaltungen, einschließlich der Spannungssteuerschaltung 103c, der Erfassungsschaltung eine zweite Gleichspannung zu. Die Stromversorgungsschaltung 103a hat zwei Eingänge. Ein Eingang der Stromversorgungsschaltung 103a ist über den ersten Eingangsanschluss BA der Erfassungsschaltung 103 mit dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden. Der andere Eingang der Stromversorgungsschaltung 103a ist über den zweiten Eingangsanschluss BB der Erfassungsschaltung 103 mit dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden. Ein Ausgang der Stromversorgungsschaltung 103a ist mit jeder der inneren Schaltungen, einschließlich der Spannungssteuerschaltung 103c, verbunden.
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Die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b erfasst eine Änderung einer Spannung an dem Kommunikationskabel 11 und gibt ein erstes Signal, das der Spannungsänderung entspricht, aus. Die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bestimmt ferner basierend auf der Spannungsänderung, ob die Kommunikation zwischen dem Kollisionssensor 10 und der Steuereinheit 12 beendet ist, und gibt ein zweites Signal, das dem Kommunikationsstatus entspricht, aus. Ein Eingang der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ist über den ersten Eingangsanschluss BA mit dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden. Zwei Ausgänge der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b sind mit der Spannungssteuerschaltung 103c bzw. der Halteschaltung 103g verbunden.
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Die Spannungssteuerschaltung 103c reduziert die zweite Gleichspannung, die aus der Stromversorgungsschaltung 103a ausgegeben wird. Die Spannungssteuerschaltung 103c ändert ferner die zweite Gleichspannung synchron mit dem ersten Signal. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird das erste Signal aus der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ausgegeben und entspricht der Änderung hinsichtlich der Spannung an dem Kommunikationskabel 11. Die zweite Gleichspannung variiert daher synchron mit der ersten Gleichspannung. Zwei Eingänge der Spannungssteuerschaltung 103c sind mit den Ausgängen der Stromversorgungsschaltung 103a bzw. der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b verbunden. Ein Ausgang der Spannungssteuerschaltung 103c ist mit der positivseitigen Konstantstromschaltung 103d verbunden.
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Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d hat einen Eingang, der mit dem Ausgang der Spannungssteuerschaltung 103c verbunden ist. Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d hat einen Ausgang, der über einen ersten Ausgangsanschluss SA mit dem positiven Anschluss 102g des Berührungssensors 102 verbunden ist. Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d versorgt den positiven Anschluss 102g über den ersten Ausgangsanschluss SA mit einem konstanten Strom.
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Die negativseitige Konstantstromschaltung 103e hat einen Eingang, der über einen zweiten Ausgangsanschluss SB mit dem negativen Anschluss 102h des Berührungssensors 102 verbunden ist. Die negativseitige Konstantstromschaltung 103e hat einen Ausgang, der mit einer Signalmasse SG der Erfassungsschaltung 103 verbunden, ist. Die negativseitige Konstantstromschaltung 103e zieht über den zweiten Ausgangsanschluss SB einen konstanten Strom aus dem negativen Anschluss 102h. Die zweite Gleichspannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss SA, SB.
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Der Differenzverstärker 103f verstärkt die Differenz hinsichtlich der Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102. Zwei Eingänge des Differenzverstärkers 103f sind über den ersten und den zweiten Ausgangsanschluss SA, SB mit dem positiven bzw. dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 verbunden. Ein Ausgang des Differenzverstärkers 103f ist mit der Halteschaltung 103g verbunden.
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Die Halteschaltung 103g hält eine Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f gemäß dem zweiten Signal. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird das zweite Signal aus der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ausgegeben und entspricht dem Kommunikationsstatus zwischen dem Kollisionssensor 10 und der Steuereinheit 12. Zwei Eingänge der Halteschaltung 103g sind mit den Ausgängen der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bzw. des Differenzverstärkers 103f verbunden. Ein Ausgang der Halteschaltung 103g ist mit der Bestimmungsschaltung 103h verbunden.
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Die Bestimmungsschaltung 103h ist gemäß Befehlsdaten, die von der Steuereinheit 12 über die Schnittstellenschaltung 103i empfangen werden, wirksam. Die Bestimmungsschaltung 103h wandelt die Ausgangssignale des faseroptischen Sensors 101 und der Halteschaltung 103g in Erfassungsdaten um und gibt die Erfassungsdaten zu der Schnittstellenschaltung 103i aus. Ein Eingang der Bestimmungsschaltung 103h ist mit dem Ausgang der Halteschaltung 103g verbunden. Die Bestimmungsschaltung 103h hat ferner einen optischen Eingang, einen optischen Ausgang und einen Daten-Ein-/Ausgang. Sowohl der optische Eingang als auch der optische Ausgang der Bestimmungsschaltung 103h sind mit dem faseroptischen Sensor 101 verbunden. Der Daten-Ein-/Ausgang der Bestimmungsschaltung 103h ist mit der Schnittstellenschaltung 103i verbunden.
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In der Kommunikationsphase sendet die Steuereinheit 12 durch ein Ändern der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig sind, ein Befehlssignal zu der Schnittstellenschaltung 103i. Die Schnittstellenschaltung 103i wandelt das Befehlssignal in die Befehlsdaten um und gibt die Befehlsdaten zu der Bestimmungsschaltung 103h aus. Die Schnittstellenschaltung 103i sendet ferner die Erfassungsdaten, die von der Bestimmungsschaltung 103h empfangen werden, durch ein Andern der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig sind, zu der Steuereinheit 12. Die Schnittstellenschaltung 103i hat zwei Ein-/Ausgangsanschlüsse. Ein Ein-/Ausgangsanschluss der Schnittstellenschaltung 103i ist über den ersten Eingangsanschluss BA der Erfassungsschaltung 103 mit dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden. Der andere Ein-/Ausgangsanschluss der Schnittstellenschaltung 103i ist über den zweiten Eingangsanschluss BB der Erfassungsschaltung 103 mit dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden.
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Während des Betriebs des Fußgängerschutzsystems 1 variieren die Spannungen an den Anschlüssen BA, BB, SA, SB der Erfassungsschaltung 103, wie in 8 gezeigt ist. Wenn der Zündschalter 6 des Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird der Steuereinheit 12 die Batteriespannung der Batterie 7 zugeführt und dieselbe startet ihren Betrieb. Die Steuereinheit 12 führt der Kollisionserfassungsschaltung 103 des Kollisionssensors 10 über das Kommunikationskabel 11 die erste Gleichspannung zu. Wie in 8 gezeigt ist, hat in der Zuführphase der erste Eingangsanschluss BA eine Spannung Vsup, und der zweite Eingangsanschluss BB wird die Rahmenmasse FG.
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Wenn die Steuereinheit 12 der Kollisionserfassungsschaltung 103 die erste Gleichspannung zuführt, lädt die erste Gleichspannung die Stromversorgungsschaltung 103a der Kollisionserfassungsschaltung 103. Die geladene Stromversorgungsschaltung 103a führt den inneren Schaltungen der Kollisionserfassungsschaltung 103 die zweite Gleichspannung zu. Die Kollisionserfassungsschaltung 103 startet daher einen Betrieb derselben. In der Kommunikationsphase wird die erste Gleichspannung geändert, so dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig sind. Kurz gesagt, sind in der Kommunikationsphase die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Erfassungsschaltung 103 gegenphasig. Die Steuereinheit 12 und die Kollisionserfassungsschaltung 103 des Kollisionssensors 10 kommunizieren daher miteinander und tauschen verschiedene Daten, einschließlich der Befehlsdaten und der Erfassungsdaten, zwischen einander aus. Die Zuführ- und die Kommunikationsphase werden während des Betriebs des Fußgängerschutzsystems 1 abwechselnd wiederholt.
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Die Spannungsänderungserfassungsschltung 103b gibt das erste Signal, das der Änderung hinsichtlich der Spannung an dem Kommunikationskabel 11 entspricht, aus. Die Spannungssteuerschaltung 103c reduziert die zweite Gleichspannung und bewirkt, dass die zweite Gleichspannung synchron mit dem ersten Signal variiert. Die Ausgangsspannung der Spannungssteuerschaltung 103c ist über die positivseitige Konstantstromschaltung 103d an den ersten Ausgangsanschluss SA, der mit dem positiven Anschluss 102g des Berührungssensors 102 verbunden ist, angelegt. Wie in 8 gezeigt ist, ist daher die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA geringer als die Spannung an dem ersten Eingangsanschluss BA. Ferner variiert die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA synchron mit der Spannung an dem ersten Eingangsanschluss BA, so dass die Spannungen an den Anschlüssen SA, BA phasengleich sind.
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Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d führt den Konstantstrom über den ersten Ausgangsanschluss SA dem positiven Anschluss des Berührungssensors 102 zu. Ferner zieht die negativseitige Konstantstromschaltung 103e über den zweiten Ausgangsanschluss SB den konstanten Strom aus dem negativen Anschluss des Berührungssensors 102. Wie in 8 gezeigt ist, ist daher die Spannung an dem zweiten Ausgangsanschluss SB geringer als die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA.
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Ferner ist die Spannung an dem zweiten Ausgangsanschluss SB gegenphasig zu der Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA. Als ein Resultat sind die Spannungen an dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 gegenphasig und variieren synchron mit den Spannungen an dem Kommunikationskabel 11. Ein erstes elektrisches Feld, das durch ein erstes Rauschen, das von der Seite des positiven Anschlusses 102g emittiert wird, bewirkt wird, ist daher gegenphasig zu einem zweiten elektrischen Feld, das durch ein zweites Rauschen, das von der Seite des negativen Anschlusses 102h emittiert wird, bewirkt wird. Das erste und das zweite elektrische Feld heben einander auf, so dass eine Emission eines Rauschens von dem Berührungssensor 102 als Ganzes reduziert werden kann.
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Der Differenzverstärker 103f verstärkt die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102. Wenn der Stoßfänger 2 mit dem Fußgänger kollidiert, wird der Berührungssensor 102 kurzgeschlossen, so dass die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h annähernd null wird. Als ein Resultat wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f ebenfalls annähernd null.
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Die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bestimmt basierend auf der Änderung hinsichtlich der Spannung an dem Kommunikationskabel 11, ob die Kommunikation zwischen dem Fußgängerkollisionssensor 10 und der Steuereinheit 12 beendet ist. Dann gibt die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b das zweite Signal, das dem Kommunikationsstatus entspricht, zu einem Zeitpunkt t1, der in 8 gezeigt ist, zu der Halteschaltung 103g aus. Ansprechend auf das zweite Signal erhält die Halteschaltung 103g die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f zu dem Zeitpunkt t1 und hält die erhaltene Ausgangsspannung während der Kommunikationsphase, in der die zweite Gleichspannung variiert. Bei einem solchen Lösungsansatz kann die Änderung des Widerstands des Berührungssensors 102 ungeachtet der Tatsache, dass die zweite Gleichspannung variiert, sicher erfasst werden.
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Die Bestimmungsschaltung 103h ist gemäß den Befehlsdaten, die über die Schnittstelleneinheit 103i von der Steuereinheit 12 empfangen werden, in Betrieb. Die Bestimmungsschaltung 103h wandelt die Ausgaben des faseroptischen Sensors 101 und der Halteschaltung 103g in die Erfassungsdaten um und gibt die Erfassungsdaten zu der Schnittstellenschaltung 103i aus.
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Die Schnittstellenschaltung 103i des Kollisionssensors 10 sendet die Erfassungsdaten über das Kommunikationskabel 11 zu der Steuereinheit 12. Die Steuereinheit 12 bestimmt basierend auf den Erfassungsdaten, ob die Kollision zwischen dem Stoßfänger 2 und dem Fußgänger auftritt. Wenn die Steuereinheit 12 bestimmt, dass die Kollision zwischen dem Stoßfänger 2 und dem Fußgänger auftritt, gibt die Steuereinheit 12 das Zündsignal zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus. Die Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 blasen den Säulenairbag 15 ansprechend auf das Zündsignal auf Das Fußgängerschutzsystem 1 schützt daher den Fußgänger davor, durch die vordere Säule getroffen zu werden.
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Bei dem Fußgängerschutzsystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel arbeiten die Stromversorgungsschaltung 103a, die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b, die Spannungssteuerschaltung 103c, die positivseitige Konstantstromschaltung 103d und die negativseitige Konstantstromschaltung 103e zusammen, so dass die Spannungen an dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 gegenphasig sind und synchron mit den Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 variieren. Das erste elektrische Feld, das durch das erste Rauschen, das von der Seite des positiven Anschlusses 102g emittiert wird, bewirkt wird, ist daher gegenphasig zu dem zweiten elektrischen Feld, das durch das zweite Rauschen, das von der Seite des negativen Anschlusses 102h emittiert wird, bewirkt wird. Das erste und das zweite elektrische Feld heben einander auf, so dass die Emission eines Rauschens von dem Berührungssensor 102 als Ganzes reduziert werden kann. Ebenso heben elektrische Felder, die durch die linearen Leiter 102b–102e des Berührungssensors 102 bewirkt werden, einander auf, so dass ein Rauschen, das von dem Berührungssensor 102 selbst emittiert wild, reduziert werden kann. Die Kollision zwischen dem Stoßfänger 2 und dem Fußgänger kann daher sicher erfasst werden.
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Wenn die Stoßkraft aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt wird, wird der Berührungssensor 102 kurzgeschlossen, so dass die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h annähernd null wird. Als ein Resultat wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f ebenfalls annähernd null. Da der Differenzverstärker 103f die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h verstärkt, kann die Reduzierung hinsichtlich des Widerstands des Berührungssensors 102 sicher erfasst werden.
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Die Halteschaltung 103g erhält die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f in der Zuführphase, in der die zweite Gleichspannung konstant ist. Die Halteschaltung 103g hält die erhaltene Ausgangsspannung während der Kommunikationsphase, in der die zweite Gleichspannung variiert, Bei einem solchen Lösungsansatz kann die Änderung hinsichtlich des Widerstands des Berührungssensors 102 ungeachtet der Tatsache, dass die zweite Gleichspannung variiert, sicher erfasst werden.
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Das Ausführungsbeispiel, das im Vorhergehenden beschrieben ist, kann auf verschiedene Weisen modifiziert sein. Beispielsweise kann ein anderer Sensor als der Berührungssensor 102 verwendet sein, um die Stoßkraft aufgrund der Kollision zu erfassen. Der Berührungssensor 102 kann mit der Kollisionserfassungsschaltung 103 über einen linearen Leiter, der wahrscheinlich als eine Antenne wirkt und ein Rauschen emittiert, verbunden sein. Die vorliegende Erfindung kann auf ein anderes System als das Fußgängerschutzsystem 1 angewandt sein.
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Solche Änderungen und Modifikationen sind als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, liegend zu verstehen.