(57)【要約】  本発明は、求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群（２）と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニット（３）と、前記感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだの少なくとも１つの信号路（４）とから成る、データを取得するためのセンサに関する。本発明によれば、さらに、感応素子群（２）の少なくとも１つの出力量に基づいて信号路（４）および／またはデータ伝送ユニット（３）の少なくとも１つの伝送パラメータを設定する制御論理回路（８）が設けられている。
2009539671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群（２）と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニット（３）と、前記感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだの少なくとも１つの信号路（４）とを含む、
データを取得するためのセンサ（１）において、
さらに、前記感応素子群（２）の少なくとも１つの出力量に基づいて前記信号路（４）および／または前記データ伝送ユニット（３）の少なくとも１つの伝送パラメータを設定する制御論理回路（８）が設けられている
ことを特徴とするデータを取得するためのセンサ。
【請求項２】
複数の感応素子群（２，２’，２"，２Ａ，２Ｂ）が設けられている、請求項１記載のセンサ。
【請求項３】
複数の感応素子群が設けられており、該複数の感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだに複数の信号路（４，４’）が設けられている、請求項１または２記載のセンサ。
【請求項４】
感応素子群（２Ｂ）として加速度検出装置が設けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のセンサ。
【請求項５】
感応素子群（２Ａ）として圧力検出装置が設けられている、請求項１から４までのいずれか１項記載のセンサ。
【請求項６】
前記伝送パラメータとして前記感応素子群の出力量の増幅度および／またはフィルタ係数および／またはディジタル信号処理形式および／またはデータ語幅および／または伝送インターバルを設定する手段（５，６，７）が設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載のセンサ。
【請求項７】
前記制御論理回路（８）は少なくとも１つの感応素子群の出力量から導出された閾値に応じて前記少なくとも１つの信号路および／または前記データ伝送ユニットの少なくとも１つの伝送パラメータを設定する手段を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載のセンサ。
【請求項８】
前記制御論理回路（８）および／または前記データ伝送ユニット（３）は複数の感応素子群の出力量から取得されたデータを共通の出力データ語として調製する手段を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載のセンサ。
【請求項９】
さらに、個々の感応素子群の出力量から取得されたデータを出力データ語として形成する手段を有する、請求項８記載のセンサ。
【請求項１０】
求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニットと、前記感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだの少なくとも１つの信号路とを含む
センサの出力信号を形成する方法において、
前記感応素子群の出力量を制御論理回路へ供給し、該制御論理回路は当該の出力量に基づいておよび／または当該の出力量から導出された量に基づいて前記信号路および／または前記データ伝送ユニットの少なくとも１つの伝送パラメータを設定し、前記信号路を介して前記出力量を前記データ伝送ユニットへ伝送し、前記感応素子群の出力量に関する情報を含む少なくとも１つの出力データ語を形成して前記データ伝送ユニットへ伝送する
ことを特徴とするセンサの出力信号を形成する方法。
【請求項１１】
少なくとも１つの感応素子群の出力量から導出された閾値に応じて少なくとも１つの信号路および／またはデータ伝送ユニットの少なくとも１つの伝送パラメータを設定する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
設定された伝送パラメータを有する信号路を選択することにより、少なくとも１つの信号路の少なくとも１つの伝送パラメータを設定する、請求項１０または１１記載の方法。
【請求項１３】
前記感応素子群の出力量として、加速度検出装置の出力量ならびにそこから導出された加速度の絶対値および所定の時間窓にわたる加速度の積分値を用いる、請求項１０から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記感応素子群の出力量として、圧力検出装置の出力量またはそこから導出された圧力値を用いる、請求項１０から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記信号路および／または前記データ伝送ユニットの前記伝送パラメータを設定するために、前記感応素子群の出力量の増幅度および／またはフィルタ係数および／またはディジタル信号処理形式および／またはデータ語幅および／または伝送インターバルを設定する、請求項１０から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記感応素子群で検出された２つの異なるパラメータに関する情報を前記データ伝送ユニットで形成される出力データ語に統合する、請求項１０から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記感応素子群で検出された２つの異なるパラメータに関する情報の分解能を前記出力データ語内で変化させる、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの圧力値および少なくとも１つの加速度値を前記データ伝送ユニットで形成される前記出力データ語に統合する、請求項１６または１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
自動車では種々のパラメータを検出するセンサが使用されており、そのデータが評価ユニットへ伝送されている。用いられるセンサは少なくとも１つの感応素子群を含んでおり、自動車の駆動のステータスに基づく少なくとも１つの物理的パラメータおよび／または化学的パラメータが有利には電気信号へ変換される。また、センサは一般に取得されたパラメータの１次的な処理に用いられる回路を有するのみであり、ディジタル信号はデータ伝送ユニットで形成される。
【０００２】
データ伝送ユニットによりセンサの出力信号は評価ユニット、例えば制御装置へ伝送される。評価ユニットには、適切な伝送手段を介してセンサのデータ伝送ユニットへ接続された少なくとも１つのデータ受信ユニットが設けられている。
【０００３】
センサ内部で取得された電気的パラメータは所定のアプリケーションの実現に必要な量を大幅に超える情報を含んでいる。また、センサと制御装置とのあいだの例えば２線インタフェースＰＳＩ（Peripheral Sensor Interface）の形態の伝送区間は伝送容量１２５ｋＢｉｔ／ｓを有しており、情報流に対して狭帯域である。
【０００４】
このような理由から、一般に、センサから制御装置へは、情報の最大量に対する一部の量しか供給されない。ただし、制御装置またはこれに接続された複数のシステムによって実現される機能にとって重要な情報は、できるかぎり多く、制御装置のデータ受信ユニットに実際に達するように配慮すべきである。このことは、センサが複数の感応素子群、特に物理的パラメータおよび化学的パラメータを検出する複数の感応素子群を含むいわゆるコンビネーションセンサである場合に重要である。
【０００５】
したがって、評価回路を備えたセンサを構成し、固定の設定にしたがったデータ量がデータ伝送ユニットで形成されるようにすることが公知である。感応素子群の電気的出力量はこのために種々の回路部品、例えば増幅器、フィルタまたは他の変換器に印加される。この電気的出力量にはディジタルデータ処理を行うこともできる。回路部品はセンサの感応素子群とデータ伝送ユニットとのあいだの信号路を形成する。信号は当該の信号路を伝送され、感応素子群の出力量から定められた方式にしたがってデータ伝送ユニットへ印加されるデータ語の要素が抽出される。当該のデータ語はさらにセンサ外部での処理にかけられる。
【０００６】
さらに、複数の信号路を設け、制御装置によって実現される機能に応じて各信号路を選択し、特にデータ伝送ユニットへ印加すべきデータ語の取得の形式によって各信号路を区別することが知られている。この手段では前述したデータ低減方法のいずれかが選択される。
【０００７】
また、コンビネーションセンサでは制御装置または他の部品との通信はマルチチャネルインタフェースまたは複数の個別のインタフェースを介して行われている。ここではステータス検出の確実性の向上が保証され、大きなデータ量を伝送することができるようになる。
【０００８】
発明の概要
本発明は求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニットと、前記感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだの少なくとも１つの信号路とを含む、データを取得するためのセンサに関しており、さらに、前記感応素子群の少なくとも１つの出力量に基づいて前記信号路および／または前記データ伝送ユニットの少なくとも１つの伝送パラメータを設定する制御論理回路が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明はさらに求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニットと、前記感応素子群と前記データ伝送ユニットとのあいだの少なくとも１つの信号路とを含むセンサの出力信号を形成する方法に関しており、感応素子群の出力量を制御論理回路へ供給し、制御論理回路は当該の出力量に基づいておよび／または当該の出力量から導出された量に基づいて前記信号路および／または前記データ伝送ユニットの少なくとも１つの伝送パラメータを設定し、前記信号路を介して前記出力量を前記データ伝送ユニットへ伝送し、前記感応素子群の出力量に関する情報を含む少なくとも１つの出力データ語を形成して前記データ伝送ユニットへさらに伝送することを特徴とする。
【００１０】
ここでは、制御論理回路が感応素子群の出力量からデータを導出するように構成されているか、または、感応素子群とデータ伝送ユニットおよび／またはセンサ外部の部品とのあいだの信号路内の種々のモジュールがデータを導出するように構成されている。これに加えてまたはこれに代えて、制御論理回路に別の入力信号を供給し、本発明によって設定される伝送パラメータを調整することもできる。このようにして制御論理回路のプログラミングおよび／または制御論理回路と付加的な外部部品との組み合わせが実現される。
【００１１】
ここで云う信号路および／またはデータ伝送ユニットの伝送パラメータとは、センサが複数の感応素子群を有している場合には選択パラメータのことであり、センサがコンビネーションセンサである場合には物理的パラメータおよび／または化学的パラメータのタイプのことである。これにより、どの感応素子群の送出した情報が直接または間接に伝送すべき出力データ語となるかが制御される。
【００１２】
有利な実施形態
伝送パラメータは、感応素子群の出力量が相応のアプリケーションに対する重要度に応じて重みづけされ、必要なデータが中央の評価ユニットまたは制御装置へのデータ伝送に適合してデータ伝送ユニットの出力側に形成されるように設定される。ここではアプリケーションにとって重要な情報の伝送に最適な帯域幅が利用される。この場合には、あらかじめ選択された信号成分またはあらかじめ導出された量が伝送される。
【００１３】
有利には、本発明によるセンサデータまたはそこから導出された情報をフィードバックして重みづけすることにより、定められた伝送パラメータが駆動中に最適化される。
【００１４】
設定された帯域幅が最適に利用されるほか、本発明のセンサの出力信号が種々のアプリケーションのために種々の形式で形成される。これにより必要なセンサの数が低減される。時間的に離散された個々の出力信号とディジタル形式のステータス情報とが混合され、必要な状況に合わせて伝送される。
【００１５】
本発明は１個のセンサの駆動にも複数個のセンサの駆動にも適している。複数個のセンサが駆動される場合には、センサの出力信号は共通の伝送チャネルを介して伝送される。本発明は複数の感応素子群を含むセンサの駆動に適している。ここで、各感応素子群は、例えば多軸の加速度センサであれば同じタイプのものであってよいし、圧力および加速度を同時に測定するコンビネーションセンサであれば異なるタイプであってもよい。
【００１６】
本発明のセンサのコンセプトは、圧力および／または加速度の測定、例えば圧力および加速度を測定するマイクロメカニカルセンサまたはエアバッグシステム用のコンビネーションセンサでの使用に特に適している。
【００１７】
前述のケースでは、有利には、制御論理回路および／またはデータ伝送ユニットは複数の感応素子群の出力量から取得されたデータを共通の出力データ語として調製する手段を有する。特に有利には、個々の感応素子群の出力量から取得されたデータを出力データ語として形成する手段を有する。例えば加速度を測定する感応素子群の出力量と圧力を測定する感応素子群の出力量とがともに出力データ語に挿入され、それぞれ個々の出力量に対して利用可能なデータ語幅が種々に変更される。この場合に出力データ語の全幅を変更する必要はない。
【００１８】
自動車の乗員保護装置またはエアバッグ制御装置の実施例に則して本発明を詳細に説明する。ただし本発明は当該の装置に限定されるものではない。
【００１９】
図面の簡単な説明
図１には本発明のセンサの基本となる部品のブロック図が示されている。図２には本発明の複数の感応素子群を備えたセンサのブロック図が示されている。図３には本発明の複数の感応素子群を備えたコンビネーションセンサのブロック図が示されている。図４には１つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマが示されている。図５には２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマの第１の実施例が示されている。図６には２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマの第２の実施例が示されている。図７には２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語を連続して伝送するスキーマが示されている。
【００２０】
本発明の実施例
図１には本発明のセンサの基本となる部品のブロック図が示されている。センサ１は、求めるべきパラメータを定量的に検出する少なくとも１つの感応素子群２と、取得されたデータを伝送する少なくとも１つのデータ伝送ユニット３と、当該の感応素子群２と当該のデータ伝送ユニット３とのあいだを接続する少なくとも１つの信号路４とから成る。信号路４には増幅器５，フィルタ回路６およびディジタル信号処理回路７が存在している。本発明によれば、さらに感応素子群２から供給される出力量を評価する制御論理回路８が設けられており、当該の評価の結果に基づいて、信号路４の伝送パラメータとしての増幅度係数、フィルタ特性、場合によりディジタル信号処理の形式、ならびに、データ伝送ユニット３での出力データ語の形式、例えばデータ語幅および時間周期などが定められる。データ伝送ユニット３へは入力量に基づいて処理された出力信号が印加され、当該の出力信号がさらなる処理のために制御装置へ伝送される。
【００２１】
図２には本発明の複数の感応素子群２，２’，２"を備えたセンサ１が示されている。個々の感応素子群は、図１の実施例に相応に構成されたそれぞれ少なくとも１つの信号路４，４’，４"を介して共通のデータ伝送ユニット３へ接続されている。共通の制御論理回路８は、個々の信号路４，４’，４"における増幅度係数、フィルタ特性およびディジタル信号処理の形式、ならびに、データ伝送ユニット３での出力データ語の形成の形式を制御する。このために、制御論理回路８には感応素子群２，２’，２"の出力量が直接に供給されるかまたは信号路４，４’，４"の前処理段での前処理を経た後に供給される。制御論理回路８では信号処理が行われ、その結果、伝送パラメータの制御の基準が導出される。また、信号を付加的に直接にデータ伝送ユニット３へ供給することもできる。データ伝送ユニット３は固定の伝送容量を有するデータ線路９を介して制御装置１１のデータ受信ユニット１０へ接続されている。制御装置１１内では信号処理ユニット１２が取得されたデータのさらなる処理を行い、接続されているシステムを制御する。この実施例では、感応素子群２は２つの並列の信号路４，４’を介してデータ伝送ユニット３に接続されている。これにより、伝送パラメータの設定はあらかじめ調整された種々の伝送パラメータを有する種々の信号路の簡単な切り換えにより行うことができる。２線インタフェースＰＳＩが用いられる場合、出力データ語は、伝送速度およびデータ語幅が固定であって個々のデータ語の内容が可変に分割されるように形成される。例えば、データ語幅が２０Ｂｉｔであるとき、ヘッダ情報４Ｂｉｔ，低い分解能の信号伝送４Ｂｉｔ，高い分解能の信号伝送１２Ｂｉｔというように分割される。制御論理回路８により別様の分割が要求されるステータスが識別されると、分割の様態は自動的に変更される。これに代えて、種々のデータ語幅を有する伝送フォーマットや複数のデータ語を連続させて種々の大きさのブロックとする可変の構成も可能である。
【００２２】
図３には本発明の複数の感応素子群を備えたコンビネーションセンサのブロック図が示されている。各感応素子群すなわち少なくとも１つの圧力測定用の感応素子群２Ａおよび少なくとも１つの加速度測定用の感応素子群２Ｂは、少なくとも１つの信号路４Ａ，４Ｂを介して、共通のデータ伝送ユニット３へ接続されている。前述した実施例と同様に、共通の制御論理回路８は、個々の信号路４Ａ，４Ｂでの増幅度係数、フィルタ特性およびディジタル信号処理の形式、ならびに、データ伝送ユニット３での出力データ語の形成の形式を制御する。データ伝送ユニット３は固定の伝送容量を有する第１のデータ線路９を介して制御装置１１のデータ受信ユニット１０へ接続されている。制御装置１１内では第１の信号処理ユニット１２が取得されたデータのさらなる処理を行い、接続されているシステムを制御する。制御装置１１の内部にはさらに第２の信号処理ユニット１３が存在しており、当該の第２の信号処理ユニット１３は受信信号を処理して制御信号を形成し、第２のデータ線路１４を介して当該の制御信号を制御論理回路８へ供給する。当該の制御信号は制御論理回路８に対する第２の入力信号として用いられ、これにより個々の信号路４Ａ，４Ｂの伝送特性が制御される。さらに、このようにして形成された制御信号は駆動中の制御論理回路８のプログラミングの切り換えに用いられる。制御論理回路８では信号処理が行われ、その結果、伝送パラメータの制御の基準が導出される。また、信号は付加的に直接にデータ伝送ユニット３へ供給することができる。制御装置１１からの制御信号が供給されることにより制御論理回路８の機能が拡張され、コンビネーションセンサの信号などの複雑なデータを処理する場合に特に有利である。この実施例のコンビネーションセンサでは、それぞれ同様にまたは種々に調整された伝送パラメータを有する各信号路を簡単に切り換えることにより、物理的パラメータおよび／または化学的パラメータが選択される。当該のパラメータは電気的に変換され、出力データ語の形式で形成される。出力データ語の形成は、伝送速度およびデータ語幅を固定として個々のデータ語の内容が可変に分割されるように行われる。ここで、物理的パラメータおよび／または化学的パラメータの検出など種々の感応素子群によって取得された情報は出力データ語として形成される。このことは、制御論理回路によって出力データ語を別様に分割する必要のあるステータスが識別され、分割の様態が自動的に変更されるケースにも当てはまる。
【００２３】
図４には１つの感応素子群への問い合わせによって取得された出力データ語の伝送のスキーマの例が示されている。データ伝送ユニットから制御装置へのデータ伝送は複数のブロックによって連続的に行われ、１伝送サイクルＸ［μｓ］につき伝送時間Ｙ［μｓ］が要求される。符号化はここではマンチェスター符号化プロセスにしたがって行われている。伝送は２つの同期ビットＳ１，Ｓ２の送信によって開始され、送信されたデータ語の正確性を確認する１つのパリティビットＰの送信により終了する。また、伝送されるデータ語は感応素子群によって検出されたパラメータに関する本来の伝送情報を含む。当該のパラメータは出力データ語内に１０桁のビットシーケンスＤ０〜Ｄ９として形成される。このようにすれば、感応素子群によって検出されたパラメータを変換して制御装置へ伝送する際に、１０Ｂｉｔの分解能を利用することができる。
【００２４】
図５には２つの感応素子群への問い合わせによって取得された出力データ語の伝送のスキーマの例が示されている。求めるべき２つのパラメータが２つの異なる感応素子群によって定量的に検出され、その結果が入力量として相応の信号路を通過して前処理される。こうして形成されたビットシーケンスは出力データ語として統合され、さらなる処理のために制御装置へ伝送される。このようにして、１つの出力データ語での時間ずれなく、複数の感応素子群によって取得されたパラメータに関する情報が伝送される。制御論理回路の設定に応じて、伝送に必要な帯域幅を種々に分割することができる。この実施例では、伝送に用いられる１０Ｂｉｔの領域は９：１の非対称に分割されている。これにより、出力データ語において或る物理的パラメータまたは或る化学的パラメータに関する定量情報を９Ｂｉｔの分解能で伝送し、同時に、他の感応素子群によって検出された他の物理的パラメータまたは他の化学的パラメータに関する定量情報を残りの１Ｂｉｔの分解能で伝送することができる。１Ｂｉｔの分解能は例えば閾値情報の伝送に適しており、種々の妥当性検査アルゴリズムにとって有利である。
【００２５】
図６には２つの感応素子群への問い合わせによって取得された出力データ語の伝送のスキーマの変形例が示されている。図５の実施例との相違点は、出力データ語における情報の分割が１：１の対称になっている点である。２つの感応素子群によって形成された２つのパラメータに関する定量情報にそれぞれ５Ｂｉｔずつが用いられている。こうして、小さい分解能で、複数の感応素子群に対して同時に問い合わせを行うことができる。高い分解能が必要ないので、伝送のためのデータ量も小さくて済む。
【００２６】
図７には２つの感応素子群への問い合わせによって取得された出力データ語を連続して伝送するスキーマの例が示されている。各出力データ語の１伝送サイクルＸ［μｓ］につき伝送時間Ｙ［μｓ］が要求される。連続した出力データ語の伝送のあいだ、制御論理回路および／または制御装置によって、個々の感応素子群とデータ伝送ユニットとを結ぶ信号路の伝送パラメータが変更される。この変更は、それぞれの信号成分が異なる分解能で出力データ語に統合されるように行われる。第１のデータ語は時間窓Ｙ１において伝送される。第１のデータ語は２つの異なる感応素子群によって検出された２つのパラメータに関する定量情報を含む。ここで第１のパラメータに関する情報は９Ｂｉｔの分解能を有し、第２のパラメータに関する情報は妥当性検査ビットとして１Ｂｉｔの分解能を有する。さらなる信号処理において、第２の感応素子群によって検出されたパラメータに関する情報を高い分解能で伝送することが有利であると識別された場合、次の出力データ語の伝送の前に帯域幅の分割の様態が変更される。例えば、２つの感応素子群によって検出されたパラメータに関する２つの情報につき、それぞれ５Ｂｉｔずつの対称な分割が行われる。また、他の分割パターンも可能である。例えば妥当性検査ビットは伝送ユニットへ供給される他方の感応素子群の信号を前処理することにより形成される。このように物理的パラメータの時間変化を表す物理的過程が高い精度で検出され、所定の時点までの実際の時間変化すなわち監視すべき物理的プロセスの最良の特性を表すパラメータが最大の分解能でデータ伝送ユニットの出力データ語としてシミュレートされる。ここで他のパラメータに対する重要性の推移における分解能は要求に応じて自動的に適合化される。
【００２７】
以下に、加速度センサと圧力センサとを組み合わせたエアバッグシステムのコンビネーションセンサでの本発明の実施例を詳細に説明する。
【００２８】
ＥＳＰシステムの構成要素として、少なくとも１つの加速度センサ（ｙ軸加速度センサ）が用いられる。このシステムでは、エラーのない確実な動作のために、低い加速度の評価に高い分解能が要求される。センサに属する制御論理回路は、標準モードでは、感応素子群で求められた加速度値を相応に増幅し、データ語の形態でデータ伝送ユニットへ供給する。ここでデータ語幅は高い値に設定される。同時に、制御論理回路では、感応素子群によって求められた加速度値が監視される。これは例えば閾値との比較により、あるいは、求められた加速度値を所定の時間窓で積分した積分値の監視により、行われる。このような値の監視によって側方衝突が検出された場合、制御論理回路は感応素子群で求められた加速度値をデータ語として形成し、低い増幅度、小さいデータ語幅および高い周波数でデータ伝送ユニットへ伝送する。これにより高周波数の信号成分が検出されて制御装置へ伝送され、衝突の加速度特性として典型的なパターンが識別され、エアバッグシステムの制御部において用いられる。
【００２９】
次に、ｘｙｚ加速度センサの信号の評価の実施例について説明する。車両のｚ軸の方向ではセンサが低い加速度値を検出しており、当該の加速度値は車両のダイナミクス制御すなわち弾性率の適合化に用いられる。ｘｙ方向の加速度値は衝突の識別に用いられる。事故のない通常動作時には、センサのデータ伝送ユニットと制御装置のデータ伝送ユニットとのあいだのデータ伝送に用いられる帯域幅の大部分はｚ方向の加速度値の伝送に要求される。つまり、制御論理回路は、感応素子群によって求められたｚ方向の加速度値をデータ語の形態で所定の分解能で周期的に形成する。このとき、分解能はデータ語の伝送が帯域幅のほぼ全体を要するように選定される。制御論理回路内では感応素子群によって検出されたｘｙ方向の加速度値が監視され、これらの値が処理されてステータス情報が形成される。当該のステータス情報は所定の閾値に対して求められた加速度、例えば３Gを記述している。当該のステータス情報は、当該の情報が制御装置へ伝送される場合にも、きわめて小さな帯域幅しか必要としない。閾値が上方超過されて衝突状況が識別された場合、制御論理回路はｚ信号の伝送を抑圧し、ｘｙ方向で求められた加速度およびそこから導出された情報の伝送のために全帯域幅を利用できるようにする。
【００３０】
ついで、センサ信号の伝送に対する種々のリソース形成によりエアバッグシステムのトリガパフォーマンスを改善する実施例を説明する。
【００３１】
加速度センサには求められた加速度信号の個々の周波数成分を評価する制御論理回路が設けられている。制御論理回路は、高周波数の信号成分から導出された高い分解能の情報と低い分解能のステータス情報としての低周波数の信号成分にわたる窓積分値とがデータ伝送ユニットで形成されるように構成されている。重大な衝突の開始時にはバルク波によって高周波数信号が誘導されるので、接触時点は正確に求められる。同時に、低周波数の信号成分にわたる窓積分値の監視により、迅速な妥当性検査が可能となる。なぜなら、衝突特性においては、センサの組み込み位置に応じて、車両全体の減速に基づいて、付加的に多重に低周波数の信号成分が発生するからである。低周波数の信号成分にわたる窓積分値の監視により衝突が診断された場合、制御論理回路は窓積分値の伝送に対して高い帯域幅の利用をトリガする。これにより制御装置はエアバッグのトリガ時点を最適に求めることができる。このために、高周波数の信号成分の伝送は一時的には必要なく、抑圧されるかまたは低減された帯域幅でトリガされる。このようにすれば、衝突状況と他の障害的な加速度とが確実に区別され、危険なエアバッグシステムのエラートリガが回避される。
【００３２】
また、加速度センサと制御装置との接続の実施例を以下に説明する。加速度センサは前述した手法にしたがった側方衝突の識別のために用いられる。この場合、衝突した側に配置された加速度センサは接触時点を求めるために用いられ、反対側に配置された加速度センサは"冗長センサ"として側方衝突の妥当性検査に用いられる。事故のないとき、すなわち、通常動作においては、２つのセンサは衝突に関連する加速度がないことを表すステータス情報のみを制御装置へ伝送している。この状態では、小さな帯域幅しか必要なく、また、制御装置の計算能力への負荷も小さくて済む。これにより制御装置を他のアプリケーションにも用いることができ、例えば制御装置がＣＡＰＳシステム（Combination Active & Passive Safty System）などの他の複数の機能部に対して設けられている場合に特に有意義である。
【００３３】
小さい振幅の低周波数成分が発生すると、低周波数の信号成分および／またはそこから導出された値、例えば窓積分値の高い分解能での伝送を検査する妥当性検査モードへ切り換えられる。これに対して、大きな振幅の高周波数が検出されると、当該の信号は前述したように伝送され、車両の反対側の他のセンサが妥当性検査を担当する。
【００３４】
さらに、加速度および圧力を測定するコンビネーションセンサの信号の評価および伝送の実施例について説明する。この種のセンサは例えば車両における側方衝突の検出のために用いられる。このために例えばセンサは車両のサイドドアの領域の閉じた中空室に組み込まれる。センサは単軸または多軸での加速度および周囲圧の検出のために複数の感応素子群（マイクロメカニカルセンサ素子）を含む。コンビネーションセンサの組み込み位置近傍での側方衝突の場合、初期的には、接触領域での車体の変形により、コンビネーションセンサを収容する中空室の容積の低減が起こり、圧力が上昇する。所定の関数を用いて、圧力上昇の開始から車体の変形の開始の時点を求めることができる。測定された圧力値の妥当性検査のために、横方向加速度が閾値を上方超過したか否かの問い合わせが利用される。この問い合わせは本発明によれば妥当性検査ビットの形態で表される。この時点では、有利には、本発明のコンビネーションセンサのデータ伝送ユニットに印加されるデータ語は次のように分割される。すなわち、加速度の感応素子群の出力量から取得されたデータに対しては１Ｂｉｔのみが利用され、圧力の感応素子群の出力量から取得されたデータに対して残りのＢｉｔが用いられる。１個の妥当性検査ビットが加速度信号から抽出され、出力データ語に挿入される。こうして出力データ語はほぼ完全に圧力値の伝送に用いられる。センサの配置されている中空室内の圧力の時間変化は高い分解能で検出され評価される。変形が終了した後、センサの配置されている中空室の領域ではさらなる圧力上昇は起こらず、当該の圧力は徐々に車両周囲の圧力に対して補償されていく。
【００３５】
この段階では低周波数または高周波数の横方向加速度が発生しており、エアバッグシステムの正確なトリガ時点の評価がきわめて重要である。側方衝突の当該の段階では、コンビネーションセンサの信号伝送ユニットの出力データ語において、加速度を測定する感応素子群の出力量から取得されたデータに対して大きなデータ語幅が用いられると有利である。このために出力データ語が対称に分割へされるか、または、データ語幅の最大部分が加速度値の伝送に利用される。出力データ語の分割の様態は感応素子群の少なくとも１つの出力量を評価することにより自動的に制御される。この評価は、センサの制御論理回路の内部および／または制御装置の外部に格納されたアルゴリズムにより行われる。これらのアルゴリズムをイベント制御方式で同期させることもできる。例えば、側方衝突の検出後、所定の時点で、それぞれの感応素子群へのデータ語幅の割り当てを変更すると有利である。このように、圧力および加速度を測定するコンビネーションセンサでは、出力信号がインタフェースを介して伝送される。この場合、小さなコストでセーフティシステム全体が最大限に利用される。
【００３６】
このようなデータ伝送のコンフィグレーションは基本的にはフレキシブルであり、データ語幅の分割も異なる分割の因子を含むことができる。同様に、種々の分割モードをカスタマに合わせて選択することができ、プログラミングされたＥＰＲＯＭの交換により適合化される。出力データ語の分割は感応素子群の出力量の信号レベルの特性に基づいて行われ、これによりダイナミックかつ個々のケースに適した最適なデータ伝送が可能となる。本発明の伝送パラメータの制御は信号に依存しない固定のアルゴリズム、例えばトリガアルゴリズムと組み合わされる。センサでの信号処理を部分的に移動させればシステムの判別を迅速に行うことができる。
【００３７】
本発明のデータ取得方法はイベントから独立にセンサへの問い合わせを行う方法によって補完される。例えば、設定された時間が経過した後、コンビネーションセンサの個々の感応素子群を周期的に問い合わせる。衝突開始の時点またはその直前に、伝送すべき出力データ語で利用されるデータ語幅の可変の分割を行うモードへ変更され、制限された伝送容量であっても最大のシステム能力が確保される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のセンサの基本となる部品のブロック図である。
【図２】本発明の複数の感応素子群を備えたセンサのブロック図である。
【図３】本発明の複数の感応素子群を備えたコンビネーションセンサのブロック図である。
【図４】１つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマを示す図である。
【図５】２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマの第１の実施例を示す図である。
【図６】２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語の伝送スキーマの第２の実施例を示す図である。
【図７】２つの感応素子群への問い合わせによって得られた出力データ語を連続して伝送するスキーマを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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