JP2004519058A - 車両センサと制御装置のプロセッサとの間のデータ伝送装置 - Google Patents

Abstract

本発明は車両センサと制御装置との間のデータ伝送装置に関する。この装置の役割は、車両センサからのセンサデータをもつデータテレグラムを復号し、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データテレグラムに変換することである。さらに制御装置のインタフェースモジュールは、ＳＰＩデータテレグラムを制御装置のプロセッサに伝送する。エイジビットを用いることにより制御装置のプロセッサは、最新のセンサデータを呼び出すこともできるし、あるいは先行のセンサデータを呼び出すこともできる。インタフェースモジュールによりセンサデータはそれぞれＳＰＩデータテレグラムの１０ｂｉｔのデータフィールドに変換され、その際にインタフェースモジュールは場合によっては足りないデータを補う。側縁の計数によりインタフェースモジュールは、センサからのデータテレグラムを識別することができる。

Description

【０００１】
従来の技術
本発明は、独立請求項の上位概念に記載の車両センサと制御装置のプロセッサとの間のデータ伝送装置に関する。
【０００２】
センサと制御装置内のプロセッサとの間でデータを伝送する目的で、特別なデータテレグラムを利用することはすでに知られている。
【０００３】
発明の利点
これに対して、本発明による独立請求項の特徴部分に記載の構成を備えた車両センサと制御装置のプロセッサとの間のデータ伝送装置により得られる利点とは、以下のようなインタフェースモジュールが設けられていることにあり、すなわちこのインタフェースモジュールは複数の車両センサから第１のデータテレグラムを受信可能であり、この第１のデータテレグラムからデータを取り出し変換して第２のデータテレグラムを形成し、制御装置内部のプロセッサに同期して転送する。このようにして種々のセンサから制御装置へ同時にデータを伝送させることができ、その際、インタフェースモジュールとセンサとの間で個々のデータテレグラムに対してそれぞれ異なるフォーマットを適用することができる。したがって本発明による装置は非常にフレキシブルであり拡張性がある。
【０００４】
従属請求項に記載の構成により、独立請求項記載の車両センサと制御装置のプロセッサとの間のデータ伝送装置の有利な実施形態が可能である。
【０００５】
殊に有利であるのは、第２のデータテレグラムのデータフィールドを必要に応じてゼロで埋めることであり、これが行われるのはセンサからの個々のデータテレグラムにはデータフィールドのもつスペースよりも僅かなデータしか含まれていないときである。このようにして有利には、プロセッサのために常に等しいデータテレグラムフォーマットを用いることができる。その結果、データ処理が簡単になる。
【０００６】
しかも、センサデータのバッファリングに使われるメモリがインタフェースモジュールに設けられていると有利であり、それによってプロセッサは古いセンサデータと新しいセンサデータを呼び出すことができる。このことが殊に有利となるのはセンサが故障したときであり、つまりは先行のセンサデータを後続処理のために用いることができる場合である。このよな事例はたとえばクラッシュ発生時に生じる可能性があり、その場合、車両において周辺に配置された車両センサが衝突により損傷する。
【０００７】
さらに有利であるのは、インタフェースモジュールが車両センサから１３ｂｉｔのデータフレームでデータテレグラムを受け取り、その際、データテレグラムを識別する目的でデータテレグラムの側縁を計数することである。
【０００８】
車両センサに対し有利にはインタフェースモジュールから電気エネルギーが供給され、この場合、データ伝送はエネルギー供給用の直流に対し電流変調をかけることでデータ伝送が行われる。このような電流変調はＥＭＣ問題に対し耐性がある。さらにマンチェスター符号化が用いられるので、異なる２つの電流レベルだけしか用いられない。
【０００９】
図面
図面には本発明の実施例が示されており、次にこれについて詳しく説明する。図１には本発明による装置のブロック図が示されており、図２には本発明による方法のフローチャートが、図３にはセンサのデータテレグラムが、図４にはＳＰＩデータフィールドに対するデータの割り当てが示されており、図５にはＳＰＩデータフレームが、さらに図６にはＳＰＩラインが示されている。
【００１０】
実施例
車両の衝突を検知するために用いられるセンサが自動車内にますます数多く組み込まれるようになってきていることから、変更されたデータテレグラムを用いる今後のセンサのためにも既存の制御装置のプロセッサにデータを伝送できる可能性を残しておかなければならない。このため本発明によれば以下のようなインタフェースモジュールが設けられる。すなわちこのインタフェースモジュールは、複数の車両センサから個々のデータテレグラムを受信し、それらのデータをＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）データテレグラムに変換して、その後でそれらをそのようなＳＰＩデータテレグラムとしてプロセッサに伝送できるようにする。この場合、インタフェースモジュールは有利にはメモリと接続されており、このメモリはセンサデータをバッファリングし、エイジビット（ａｇｅ ｂｉｔ）によって、プロセッサが自身に対し現時点でのセンサデータを伝送するのか先行のセンサデータを伝送するのかを選択できるようになる。したがってＳＰＩデータテレグラムはインタフェースモジュールからプロセッサへ伝送されるだけでなく、その逆も行われる。
【００１１】
ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）伝送はマスタであるプロセッサと複数のスレーブとの間のデータ伝送であって、それらのスレーブは本発明によるインタフェースモジュールまたは乗員拘束手段用点火手段の監視および点火に使われる点火回路制御部などのような制御装置内の個々のコンポーネントである。ＳＰＩ伝送は双方向の同期伝送である。図６には１つのＳＰＩラインが描かれており、これ自体は５つの個別線路を有している。この場合には同期伝送であるため、参照符号ＣＬＫの付されたクロックラインが設けられている。マスタからスレーブへのデータ伝送のためにはＭＯＳＩ（Ｍａｓｔｅｒ−Ｏｕｔ−Ｓｌａｖｅ−Ｉｎ）ラインが設けられており、これに対してスレーブからマスタへの伝送のためにはＭＩＳＯ（Ｍａｓｔｅｒ−Ｉｎ−Ｓｌａｖｅ−Ｏｕｔ）ラインが設けられている。対応するスレーブを選択する目的でＣＳ（Ｃｈｉｐ Ｓｅｌｅｃｔ）ラインが用いられる。ＳＰＩデータ伝送を許可するために、ここでは参照符号ＥＮの付されたイネーブルラインが用いられる。ＳＰＩラインはマスタから出発し、ついで個々のスレーブに分岐するが、その際、ＳＰＩラインは常に５つの個別ラインを有している。
【００１２】
図１には本発明による装置のブロック図が描かれている。周辺センサとして設けられたセンサ１たとえば加速度センサは、データ出力側を介してインタフェースモジュール３の第１のデータ入力側と接続されている。センサ２ここでは圧力センサは、インタフェースモジュール３の第２の入力側を介してインタフェースモジュール３と接続されている。インタフェースモジュール３はメモリ４を有している。さらにインタフェースモジュール３は、第１のデータ入出力側を介してプロセッサ５と接続されている。そこにＳＰＩラインが組み込まれる。ＳＰＩライン６はプロセッサ５から点火制御回路５１へも分岐している。プロセッサ５、インタフェースモジュール３、ＳＰＩライン６、点火制御回路５１およびメモリ４は制御装置７の構成要素である。ここでは制御装置７は乗員拘束システムの制御に使われるが、他の適用分野も考えられる。
【００１３】
インタフェースモジュール３は、変換の役割を実行できるようにするためデータ伝送手段と信号処理手段を備えている。このために同期部、シーケンス制御部ならびにメモリ４が設けられている。車両センサ１，２に電気エネルギーを供給する目的で、インタフェースモジュール３はさらに電流源を有している。
【００１４】
センサ１，２への接続を１本のバスを介して実現することもでき、この場合、センサ１，２のほかにさらに別のセンサをインタフェースモジュール３に接続することができる。センサ１，２はそれらのセンサデータを非同期でデータテレグラムにおいてインタフェースモジュール３に伝送し、インタフェースモジュール３はそれらのデータテレグラムから有効データを取り出してＳＰＩデータテレグラムに変換し、ついでそれらはＳＰＩライン６を介してプロセッサ５へ伝送される。センサ１，２は、エネルギーが供給されるとただちに非同期データ伝送を開始する。この場合、エネルギー供給は、インタフェースモジュール３からセンサ１，２へラインを介して行われる。ここでは直流が用いられ、センサはこの直流に対しそれらのデータによって変調をかける。この場合、マンチェスター符号化が用いられ、２つの電流レベルの間で切り替えが行われる。つまりエネルギー供給を除いて、センサ１，２からインタフェースモジュール３への単方向のデータ伝送だけが行われる。
【００１５】
インタフェースモジュール３はデータテレグラムにおいて受信したセンサデータをメモリ４にバッファリングするので、プロセッサ５のためにセンサの最新センサデータとメモリ４内の先行センサデータとがインタフェースモジュール３内に存在することになる。このようにしてプロセッサ５はセンサの損傷時、そのセンサが事故発生前にまだ発生していたセンサデータにアクセスすることができる。
【００１６】
図２には本発明による装置の動作がフローチャートとして描かれている。ステップ８においてセンサ１，２は、データテレグラムの送られるラインを介してそれらのセンサに対し電気エネルギーが供給された後、第１のデータテレグラムで非同期にそれらのデータをインタフェースモジュール３に送信する。したがってパワーラインデータ伝送が行われる。ステップ９において、インタフェースモジュール３はパルス側縁の計数していくことで個々のデータテレグラムを識別する。この場合、インタフェースモジュール３は別の信号によって、どのセンサがデータテレグラムを送信したのかについての情報を得る。
【００１７】
ステップ１０においてインタフェースモジュール３はセンサデータをメモリ４に格納し、その際にメモリはそれぞれ各センサ１，２ごとに目下のセンサ値と先行のセンサ値とを格納する。ついでステップ１４において、最新のセンサデータまたは先行のセンサデータをＳＰＩフレームで同期してメモリ４からＳＰＩライン６を介してプロセッサ５へ伝送すべきか否かが判定される。このことは、プロセッサ５がＳＰＩデータテレグラムに関するエイジビットをＭＯＳＩラインを介してセットしたか否か、ということから識別される。セットしていれば、ステップ１６においてインタフェースモジュール３はメモリ４から最新データを取り出す。セットしていなければ、ステップ１５においてインタフェースモジュール３はメモリ４から先行のセンサデータを取り出す。
【００１８】
ステップ１１においてインタフェースモジュール３によりデータの変換が行われ、これはインタフェースモジュール３がＳＰＩフレームのデータフィールドにセンサデータを移し、場合によってはＳＰＩデータフィールドの空の個所をゼロで埋めるようにして行われる。これらのゼロはプロセッサ５により空き情報として識別される。選択されたセンサデータによってステップ１２において、ＳＰＩデータテレグラムにおける伝送が行われる。ステップ１３において、このようにして伝送されたセンサデータの処理がプロセッサ５によって行われ、たとえば乗員拘束システムを起動制御すべきであるか否かなどの判定が行われる。この場合、プロセッサ５は、接続されている乗員拘束システムのためのトリガアルゴリズムを計算する。センサデータが衝突発生を示していれば、やはりセンサデータから導出可能なクラッシュ値に応じて乗員拘束システムの制御が行われる。
【００１９】
図３には、センサ１またはセンサ２からインタフェースモジュール３へ伝送されるデータフレームが示されている。このデータフレームは１３ｂｉｔから成り、以下のように分割されている。すなわちまずはじめに参照符号Ｓ１，Ｓ２の付された２つのスタートビットが設けられており、これに１０個のデータビットが続き、これには加速度データが含まれている。これらのデータビットにはＤ０〜Ｄ９の通し番号がふられている。このデータフレームの最後は、データテレグラム中で伝送されるデータの妥当性チェックのためのパリティビットによって構成されている。この場合、１つのビット期間にはたとえば８μｓが与えられている一方、期間Ｔ_Ｔｒａｎ には８８μｓが与えられ、データテレグラムＴ_Ｐａｓ 全体には２８μｓが与えられている。そしてこの場合、マンチェスター符号化が行われ、それによれば各ビット期間は２つの等しい長さのインターバルに分割される。この場合、前半で電流を高くし後半で電流を低くすることにより論理値１が表されている。これに対し論理値０は、最初に電流を低くし次に高くすることによって伝えられる。このパターンによって各ビット期間がその中央で移行部をもつことが保証され、そのことで受信側つまりインタフェースモジュール３にとって同期合わせが簡単になる。電流を変調することによって、ＥＭＣ（電磁適合性）に対しいっそう良好な安定性が得られる。
【００２０】
図４には、１つのセンサここではセンサ２のデータテレグラムにおける７つのデータビットをＳＰＩデータフィールドの１０個のデータビットに移す様子が描かれている。ＳＰＩデータフィールドはセンサデータテレグラムにおける８つのデータよりも２ｂｉｔ多いので、最初の２つのビットにはゼロがセットされる。この場合に保証しなければならないのは、センサのデータテレグラムがＳＰＩデータテレグラムのもつデータビットよりもそれぞれ少ないかまたは最大でも同じ個数のデータビットをもつことである。
【００２１】
図５にはＳＰＩデータフレームのこの種のデータテレグラムが示されている。これはスタートビットＳＩで始まり、その次に同期ビット１５が続き、これには１がセットされている。ビット１４とビット１３によってチャネルアドレスが形成される一方、ビット１２はエイジビットを成している。ここではエイジビットに０がセットされており、このことはセンサがインタフェースモジュール３に対し最新のセンサ値を要求していることを意味する。ビット１１とビット１０はさらに別のフォーマッティングデータであり、それらの次に本来のセンサデータを成す１０個のデータビットが続く。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明による装置のブロック図である。
【図２】
本発明による方法のフローチャートである。
【図３】
センサのデータテレグラムを示す図である。
【図４】
ＳＰＩデータフィールドに対するデータの割り当てを示す図である。
【図５】
ＳＰＩデータフレームを示す図である。
【図６】
ＳＰＩラインを示す図である。

Claims (7)

1. 個々の車両センサからの第１のデータテレグラムと非同期に制御装置へのデータ伝送が行われる形式の、車両センサと制御装置との間のデータ伝送装置において、
   前記制御装置（７）はインタフェースモジュール（３）を有しており、
   該インタフェースモジュール（３）は、個々の車両センサ（１，２）からのセンサデータをもつ前記第１のデータテレグラムを復号して第２のデータテレグラムに変換し、
   該インタフェースモジュール（３）は第２のデータテレグラムを制御装置（７）のプロセッサ（５）に同期して伝送することを特徴とする、
   車両センサと制御装置との間のデータ伝送装置。
2. 前記インタフェースモジュール（３）はセンサデータをそれぞれ第２のデータテレグラムのデータフィールドにマッピングし、該インタフェースモジュール（３）は足りないデータを補う、請求項１記載の装置。
3. 前記インタフェースモジュール（３）はセンサデータをバッファリングするためのメモリ（４）を有しており、前記第２のデータテレグラムは個々の車両センサ（１，２）のセンサデータを選択するためのエイジビットを有しており、前記メモリ（４）は各車両センサ（１，２）ごとに古いセンサデータのための第１のデータフィールドと新しいセンサデータのための第２のデータフィールドを有しており、プロセッサ（５）により前記エイジビットがセットされる、請求項１または２記載の装置。
4. 前記インタフェースモジュール（３）は個々の車両センサから１３ｂｉｔのデータフレームで第１のデータテレグラムを受け取り、前記インタフェースモジュール（３）は該データテレグラムの側縁を計数して該データテレグラムを識別する、請求項１から３のいずれか１項記載の装置。
5. 前記インタフェースモジュール（３）は車両センサ（１，２）に電気エネルギーを供給する、請求項１から４のいずれか１項記載の装置。
6. 個々の第１の車両センサ（１，２）は電流変調により前記第１のデータテレグラムを生成する、請求項１から５のいずれか１項記載の装置。
7. 個々の車両センサ（１，２）は第１のデータテレグラムに対しマンチェスター符号化を適用する、請求項１から６のいずれか１項記載の装置。

Images