(57)【要約】  本発明は、端子手段とバス通信手段とを備えた、車両座席における重量測定のための接続エレメントに関する。端子手段は単線バスへの接続を可能にする。さらに、マスターである制御装置とスレーブである接続エレメントとの間のバス通信のための方法も提供される。本方法においては、接続エレメントの通し番号に基づいて接続エレメントにアドレスを割り当てられる。さらに、マスターである乗員保護手段と、車両座席での重量測定のためにコンフィギュレートされたスレーブである少なくとも２つの接続エレメントとを制御するための制御装置を備えたバスシステムも提供される。このバスシステムは単線バスとして形成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単線バス（ＬＩＮ）への端子手段（３３）とバス通信手段（３３）とを有することを特徴とする、車両座席（２１）における重量測定のための接続エレメント（１２〜１４，２３〜２６，３２，３６〜３８）。
【請求項２】
前記単線バス（ＬＩＮ）への端子手段（３３）は、ハードウェアコーディングにより前記接続エレメントの取付け位置を示すようにコンフィギュレートされている、請求項１記載の接続エレメント。
【請求項３】
前記端子手段は、電圧端子（ＶＢＡＴ）、データ通信端子（Ｌ）、アース端子（ＧＮＤ）、及びコンフィギュレーション端子（ＣＯＮＦ）を有しており、該コンフィギュレーション端子（ＣＯＮＦ）の接続が前記取付け位置を示す、請求項２記載の接続エレメント。
【請求項４】
前記バス通信手段（３３）は重量測定の測定値を記憶するリングメモリを有しており、測定値を呼び出すためにインディケータが設けられている、請求項１から３のいずれか１項記載の接続エレメント。
【請求項５】
前記接続エレメントはメモリを有しており、該メモリには、前記接続エレメントを表す通し番号が格納されている、請求項１から４のいずれか１項記載の接続エレメント。
【請求項６】
前記接続エレメントはバス通信のためのスレーブとしてコンフィギュレートされている、請求項１から５のいずれか１項記載の接続エレメント。
【請求項７】
マスターである乗員保護手段を制御するための制御装置（ＥＣＵ）とスレーブである車両座席（２１）における重量測定のための少なくとも１つの接続エレメント（３２，３６〜３８）との間のバス通信のための方法において、前記制御装置（ＥＣＵ）が前記少なくとも１つの接続エレメントの各々の通し番号に基づいて前記少なくとも１つの接続エレメントに各々のアドレスを割り当てるようにしたことを特徴とするバス通信のための方法。
【請求項８】
前記制御装置が前記少なくとも１つの接続エレメントにそれぞれ要求テレグラムを送信すると、前記接続エレメントは前記要求テレグラムに依存して前記制御装置（ＥＣＵ）へ測定値を伝送する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
マスターである乗員保護手段と、車両座席での重量測定のためにコンフィギュレートされたスレーブである少なくとも２つの接続エレメントとを制御するための制御装置を備えたバスシステムであって、該バスシステムが単線バスを有することを特徴とするバスシステム。
【請求項１０】
前記バスシステムは車両座席に組み込まれた４つの接続エレメントを有している、請求項９記載のバスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスターである乗員保護手段を制御するための制御装置とスレーブである車両座席における重量測定のための少なくとも１つの接続エレメントとの間のバス通信のための接続エレメント及び方法、ならびに、マスターである乗員保護手段と、スレーブである車両座席における重量測定のための少なくとも２つの接続エレメントとを制御するための制御装置を備えたバスシステムに関する。
【０００２】
ＤＥ  １０１  １１  ０２０  Ａ１から、例えばボルト又はネジとして実施されているため座席の高さを上げずに座席に作りつけることのできる接続エレメントがすでに公知である。この接続エレメントは力測定のために形成されており、これにより車両座席に作用する重力を測定することができる。これに関しては、乗員分類も可能である。この場合、磁界とホールセンサが使用されるので、とりわけ無接触測定が行われる。
【０００３】
本発明の利点
独立請求項に記載の特徴を備えた、マスターである乗員保護手段を制御するための制御装置とスレーブである車両座席における重量測定のための少なくとも１つの接続エレメントとの間のバス通信のための本発明による接続エレメント及び方法は、重量センサである接続エレメントが単線バスを介して乗員保護手段を制御するための制御装置と接続されているという利点を有している。例えば、いわゆるＬＩＮバスのような単線バスは、バスの非常に簡単な実施形態であり、ポイントツーポイント接続に比べて線路の著しい節約となる。とりわけ、車輌座席内の重量センサである接続エレメントはグループとしてバス線路に接続することができる。これにより、重量センサを論理的にまとめることもできる。
【０００４】
さらに、本発明による方法は、スレーブとして動作する個々の接続エレメントのバス動作中のアドレッシングが、メーカにより既に与えられた個々の接続エレメントの通し番号に基づいて行われるという利点を有している。これによりコストが節約され、またコンフィギュレーションは自動的に行われる。その際、確実に個々の接続エレメントの通し番号が異なっているようにするだけでよい。また、自動車メーカで個々の接続エレメントをプログラムする必要もない。コンフィギュレーションピンを用いたコンフィギュレーションの場合には、アドレスはプラグのコーディングにより決定される。
【０００５】
従属請求項で実施されている措置と発展形態により、独立請求項に示されている接続エレメント、バス通信のための方法、及びバスシステムの有利な改善が可能である。
【０００６】
特に有利には、接続エレメント内の端子手段が、ハードウェアコーディングによって接続エレメントの各々の取付け位置を示すようにコンフィギュレートされる。このために、端子手段は、有利には、電圧端子とデータ通信端子とアース端子の他に、コンフィギュレーション端子と呼ばれる第４の端子を有している。このコンフィギュレーション端子はその挿入に応じて取付け位置を示す。コンフィギュレーション端子は、例えば、他の３つの線路に接続されていてもよいし又は開放されていてもよく、これにより４つの異なる取付け位置がコーディング可能である。１つの座席に通常４つの取付け位置を有する接続エレメントの場合には、これで十分である。このハードウェアコーディングは事前のコンフィギュレーションなしで接続エレメントのアドレッシングを可能にする。
【０００７】
マスターとスレーブとの間の通信のためには、各スレーブは固有のアドレスを所有していなければならない。なお、アドレスはハードウェアコーディングから直接導出してもよい。他の方策はマスターによる接続エレメントのコンフィギュレーションである。また、事前にプログラムしたセンサを供給することも考えられる。
【０００８】
接続エレメントは、有利には、製造時に受け取った識別通し番号をメモリ内に有しており、通し番号は、上述のように、マスターである制御装置がこの通し番号に基づいて接続エレメントに簡単なアドレスを割り当てることによって、接続エレメントのアドレッシングに使用される。接続エレメントの呼び出しはこのアドレスを介して行われ、接続エレメントはバスを介して自らのデータを制御装置に供給する。
【０００９】
有利には、バスコンフィギュレーションはここではマスター・スレーブ・コンフィギュレーションとして形成されている。というのも、制御装置は接続エレメントのデータを必要とし、したがってマスターとして申し分なくコンフィギュレートされているからである。
【００１０】
とりわけ、マスターである制御装置は個々のスレーブに、つまり、接続エレメントにそれぞれ要求テレグラムを送ることにより、接続エレメントが自らのデータを制御装置に伝送するように企図されている。同じ接続エレメントの複数の測定値を伝送することでオーバーヘッドが少なくなり、その結果として伝送帯域幅を節約することができる。しかしながら、これにはリングメモリの使用が必要である。
【００１１】
すべての接続エレメントの測定値取得を同期させることは特別の命令によって行うことができる（サンプリングフレーム）。
【００１２】
有利には、バスシステムは、重量測定を実行するために、それぞれ座席に配置されたちょうど４つの接続エレメントを有する。これは、車両座席の重量負荷の非常に正確な分析を可能にするコンフィギュレーションである。
【００１３】
図面
本発明の実施例を図に示し、以下の説明においてより詳細に解説する。
【００１４】
図１は、バスシステムの第１のブロック回路図を示しており、
図２は、接続エレメントの取付け位置を示しており、
図３は、バスシステムの第２のブロック回路図を示しており、
図４は、伝送フレームを示しており、
図５は、第１のフローチャートを示しており、
図６は、リングメモリの組織化の第１の例を示しており、
図７は、リングメモリの組織化の第２の例を示しており、
図８は、接続エレメント内の端子手段を示しており、
図９は、第２のフローチャートを示している。
【００１５】
解説
法律上の規定に従い、将来的に車両は車両座席上の乗員を識別し、この識別に応じてエアバッグ、安全ベルト、又はロールバーのような乗員保護手段を制御しなければならない。この識別を実行するために、すでに様々なセンシングの構想が提案されている。この様々なセンシングの構想には、例えば、光センサ、超音波センサ、レーダーセンサ、座席に内蔵された重量測定マット、また車両座席上の物体の重量測定のためにコンフィギュレートされた接続エレメントも含まれている。有利には、長方形を形成し、したがって車両座席への重量負荷を非常に正確に測定することのできるこのような４つの接続エレメントが使用される。これにより、重量負荷の一種のプロファイリングも可能である。
【００１６】
本発明によれば、車両座席のこの接続エレメントを単線バスに結合することが提案される。単線バスとしては、例えば、いわゆるＬＩＮバスを使用することができる。これは、本発明にしたがって接続エレメントに結合されるようにコンフィギュレートされた低コストの単線バスである。このコンフィギュレーションは、アドレッシング、取付け位置の識別、バス通信、及びエラー処理に関している。
【００１７】
図１はバスシステムを第１のブロック回路図で説明したものである。ここでは乗員保護手段を制御するための制御装置であるバスマスター１０は、単線バス１１を介して、つまり、例えばＬＩＮバスを介して、スレーブ１２，１３及び１４と結合されている。この場合、スレーブは重力測定のために座席内に形成された接続エレメントである。個々のスレーブ１２，１３及び１４には、それぞれ１つのアドレス、いわゆるＩＤが割り当てられており、このアドレスがバスマスター１０による呼び出しを可能にする。また、付加的なセンサをバスに結合することも有用である。
【００１８】
図２は、個々の接続エレメントが車両座席にどのように取り付けられているかを説明したものである。車両座席２１は取付けスペース２０を有しており、この取付けスペース上に、センサ、すなわち、接続エレメント２３〜２６が取り付けられている。図では、２２の上方に車体前部が見られ、長方形を成す個々のセンサ２２〜２６には、ここでは例えば通し番号とＩＤが割り当てられている。制御装置へのバス接続はここでは簡単のために省略してある。制御装置１０は通常は車体トンネル部にある。それゆえ、車両座席から車両のシャーシまでの電気接続が必要である。取り外し可能な座席の場合には、これはプラグによって、又は、例えば誘導性トランスデューサや無線接続や光接続のようなワイヤレス接続によって行うことができる。
【００１９】
ここで２つのアプローチがある：
１．システム（ＯＷＳ＝Occupant Weight Sensing）が、座席に直接組み込み可能な固有の制御装置を有しており、バスを介して中央制御装置と通信する。データ処理はＯＷＳ制御装置で行われる。
２．センサが直接中央制御装置と通信する。データ処理は中央制御装置で行われる。
【００２０】
図３は本発明によるバスシステムを第２のブロック回路図で説明したものである。制御装置ＥＣＵはマイクロコントローラμＣを有している。マイクロコントローラμＣはセンサ信号を処理し、それに応じて乗員保護手段を制御する。センサ及びＥＣＵ内の他の構成要素ならびにＥＣＵの外部にある乗員保護手段への端子は簡単のために省略してある。マイクロコントローラμＣは、インタフェースエレメント３０に接続されたポートＳＣＩ（serial communication interface）を有している。このインタフェースエレメント３０は単線バスを介した通信を可能にする。単線バスとして、ここでは、いわゆるＬＩＮが使用される。データはこの線路ＬＩＮを介して伝送される。対線路としては、制御装置ＥＣＵをセンサ３２，３６，３７及び３８と接続するアースＧＮＤ、すなわち、接地接続が使用される。データ線路ＬＩＮもデータ通信端子においてセンサ３２，３６，３７及び３８と接続されている。もう１つの線路ＶＣＣは制御装置ＥＣＵから個々のセンサ３，２，３６，３７及び３８へ通じている。この線路ＶＣＣはセンサへの電圧供給のために使用される。ここで、例えば、センサへの電圧供給を直に車載電源を介して行う又はセンサへのエネルギーをデータ線路を介して伝送するという択一的な構想も可能である。センサはすべて同じに形成されている。例としてここではセンサ３２について説明する。センサ３２は、ここではホールセンサであるセンサエレメント３５を有している。センサエレメント３５は、永久磁石により形成された磁界と協働して重量を表す信号を形成する。この信号はセンサエレメント３５から評価部３４へ供給され、評価部３４はこの信号を増幅しフィルタリングするだけでなく、ディジタル化して処理する。この信号はインタフェースエレメント３３を介して制御装置ＥＣＵに供給することができる。インタフェースエレメント３３はまたＬＩＮバスのためのいわゆる物理層である。ここでは、センサ３２から制御装置ＥＣＵへ伝送されるデータテレグラムへの変換が行われる。他の３つのセンサ３６，３７及び３８は同じ構造を有している。ここでは、簡単のために、各センサの通し番号を格納したメモリはエレメント３４に割り当てられている。
【００２１】
択一的に、センサはホールセンサと特別なＡＳＩＣとから成っていてよい。その場合、ＡＳＩＣは上記のすべての機能を含んでいる。同様に、既に信号処理部とインタフェース（ＬＩＮ）を有しているホールセンサも考えられる。
【００２２】
図５は、本発明によるバスシステムの初期化をフローチャートで説明したものである。方法ステップ５００では、例えば車両のイグニションキーを回すことにより、バスシステムにエネルギーが供給される。自動コンフィギュレーションの場合には、制御装置ＥＣＵは第一にセンサ３２，３６，３７及び３８に対して各自の通し番号を知らせるように要求し、つぎに各センサにそれぞれ１つのアドレス、つまり、ＩＤを割り当てる。通し番号は例えば３２ビット長であり、センサメーカによってセンサのメモリに格納される。
【００２３】
通し番号の問合せは例えば次のように行われる。マスターが所定の通し番号を問い合わせる。応答として、３つの可能性が存在する：
１．マスターは、接続されたスレーブのいずれも相応する通し番号を有していないことを示す応答を受け取る。この場合、いずれのスレーブも応答しない。
２．マスターは、１つのスレーブがこの番号を有しており、それに応答したことを示す応答を受け取る。
３．マスターは、スレーブは応答したが、パリティチェック、したがって、チャックサムが誤りであることを示す応答を受け取る。
【００２４】
このことはまた、２つ又はそれより多くのスレーブが応答したが、問合せがまだ不正確であったことも示している。というのも、問合せは、通し番号のうちの最上位ビット又は上位ビットのみが問い合わされるように定式化されており、一方で下位ビットは０又は１をとりうる、つまり、応答に対して何の影響を有さないからである。例えば、通し番号が３２ビット長であり、初めの４ビットが４つの１であったとすると、初めの４ビットが１である通し番号を有するすべてのスレーブが応答する。初めの４ビットに１つでも０を有するスレーブはそれには応答しない。個々の通し番号を識別し、個々のセンサに識別番号をインプットするために、マスターはこのように動作する。つまり、衝突があった場合、すなわち、１つの問合せに複数のセンサが応答した場合には、マスターは次の下位ビットを特定しなければならない。接続されたすべてのセンサが応答し終わると、これらのセンサにＩＤ、すなわち、アドレスがインプットされる。このようにしてバスシステムは自動的にコンフィギュレートされる。
【００２５】
図９は、コンフィギュレーション段階の最中にセンサに対してどのようにアドレス（ＬＩＮ−ＩＤ）を割り当てることができるのかについて１つの可能性を示している。システムをオン又はリセットした後に初期化段階９０がくる。この段階９０では、通信を可能にするために、各センサはすべて同一のＬＩＮ−ＩＤを有している。つぎに制御装置ＥＣＵはすべてのセンサに１つの通し番号を伝える。その際、制御装置ＥＣＵは上記のように自動的に通し番号を求めてもよいし、内部メモリ内の通し番号を制御装置ＥＣＵが使用できるようにしてもよい。この同じ通し番号を有するセンサはプログラミング状態１に移行し、他のセンサは初期化状態に留まる。ここで、制御装置ＥＣＵはセンサの将来のＬＩＮ−ＩＤを伝える。センサはこのＩＤを記憶し、通常動作モード９１に移行する。１回限りのプログラミングも考えられる。その場合、センサは初期段階から直に通常動作モードに移行する。コンフィギュレーションはハードウェアコーディングによっても行うことができる。
【００２６】
図４はデータ線路ＬＩＮ上のデータトラフィックを説明したものである。制御装置ＥＣＵは、すべてのセンサの時間的に正確な同期サンプリングを保証するために、所定の時間間隔でサンプリングフレームを送る。各サンプリングフレームの後に制御装置ＥＣＵはセンサの測定値を読み取る。これはセンサ１、センサ２、センサ３及びセンサ４の測定値を続けて読み取ることにより行うことができる。図４に示されているケースでは、センサは読取り要求に従って４つの測定値で応答している。動作の流れは次の通りである。制御装置ＥＣＵがサンプリングフレーム４０を送る。続いて、制御装置ＥＣＵはセンサ１に対する読取り要求４１を送信し、センサ１はそれに対して４つの測定値で応答する。その後、制御装置ＥＣＵは再びサンプリングフレーム４２を送り、続いてセンサ２の最後の４つの測定値４３を読み取る。その後にはサンプリングフレーム４４、データフレーム４５、サンプリングフレーム４６、及びデータフレーム４７が続く。この実施例は６４Ｈｚのサンプリングレートを必要とするので、このことから１５，６２５ｍｓの時間Ｔ＿Ｓａｍｐｌｉｎｇが導かれる。バス通信のための時間Ｔ＿ＦＲＡＭＥ＿ＴＹＰは、一般に、４×４の測定値の場合には４０ｍｓである。各サンプリングフレームの後にすべてのセンサの個々の測定値を個別に問い合わせる場合には、一般的な伝送時間は長くなる。
【００２７】
上記のように、サンプリングフレーム間では個々の１つのセンサだけがデータ供給のために問い合わせられる。これにより従来のＬＩＮ通信よりも広い帯域幅が可能になる。ただし、これには個々のセンサがリングメモリを有している必要がある。インディケータの使用により、リングメモリ内の個々の値を呼び出すことができる。図６は、このリングバッファないしリングメモリがどのように組織されているかを示している。センサがマスターから要求テレグラム（サンプリングフレーム）を受け取ると、センサ内のアナログディジタル変換器がトリガされ、インディケータが値の分だけ上がる。新たに測定された値はその時のアドレスでリングメモリ内に記憶される。センサデータを読み出す場合には、リングメモリ内の最後の４つの記憶データがマスターに送られる。通常は、最も古い値が第１の値として応答テレグラムに入力される。伝送エラーが生じた場合、マスターは再度の問合せを許可されない。というのも、帯域幅は非常に限定されているからである。続いて、マスターは特別な要求テレグラム（サンプリングフレーム）を送信する。センサは再びアナログディジタル変換器をトリガするが、インディケータ位置を変えない。次のステップでは、マスターがこの同じセンサからデータを読み出す。結果として、４つのすべてのセンサに関して、１つのサンプリング値が不足する。このメカニズムなしにマスターが続行したとすると、連続する４つのセンサ値が不足する、ひいては、総重量計算のための連続する４つの値が不足することになる。
【００２８】
図６の行６０には、センサ１において４つの値が読み出されることが示されている。行６１ではセンサ２においてこれが行われ、行６２ではセンサ３において、行６３ではセンサ４において行われる。さまざまな行のセンサの個々のブロックにおいて示されているように、ここに示されているリングメモリはつねに１つの値の分だけ増していく。行６３では、センサ１〜４は４つのすべてのメモリセルに値を記憶している。行６４では、センサ１の読み出しの際に、最も新しい値で伝送エラーが生じている。それゆえ、行６５においてマスターは特別なサンプリングフレームによって、最後の値を新たな値で置き換えるようセンサに対して要求する。続いて、センサ１がデータを伝送する。その結果、行６５及び６６において、３つの値ｘ＋１，ｘ＋２，ｘ＋３と新たな値ｘ＋５が伝送される。行６７では、前と同じようにセンサ２が読み出される。しかし、インディケータは１つの値の分だけ下がっているので、メモリセル内の最後の値Ｘ＋５はデータテレグラム内では三番目の位置にある。
【００２９】
図７では、エラーの際に何が起きるかが改めて説明されている。図には、マスターにより受信されるデータが示されている。７０で表されたセンサ１〜４のデータＸ＋４は、センサ１のデータを読み出す際の衝突（図６の行６４）のために失われてしまっている。その代わりに、第２の読み出しの際にはデータＸ＋１，Ｘ＋２，Ｘ＋３及びＸ＋５が伝送される。
【００３０】
図８はセンサ３２，３６，３７及び３８の端子手段を示している。線路ＶＣＣが接続されている端子ＶＢＡＴ、さらに、線路ＬＩＮと接続された端子Ｌ、同様にマスター端子として使用されるよう線路ＧＮＤと接続された端子ＧＮＤがある。ここでは、付加的に、ＬＩＮ−ＩＤの決定及びセンサの取付け位置の識別に使用される端子ＣＯＮＦも設けられている。これに関しては、４つの可能性がある。端子ＣＯＮＦは端子ＶＢＡＴ又はＬ又はＧＮＤと接続されていてもよいし、あるいは開放されていてもよい。これにより、４つの状態、４つのＬＩＮ−ＩＤ、ひいては４つの取付け位置がコーディングされる（ワイヤハーネスを介した取付け位置のコーディング）。センサのインタフェースエレメントは相応してＣＯＮＦ端子を評価しなければならない。アドレスの初期化は動作電圧の投入の度に行ってよい。動作電圧の最初の投入でプログラムされなかったセンサをプログラムすることも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】バスシステムの第１のブロック回路図を示す。
【図２】接続エレメントの取付け位置を示す。
【図３】バスシステムの第２のブロック回路図を示す。
【図４】伝送フレームを示す。
【図５】第１のフローチャートを示す。
【図６】リングメモリの組織化の第１の例を示す。
【図７】リングメモリの組織化の第２の例を示す。
【図８】接続エレメント内の端子手段を示す。
【図９】第２のフローチャートを示す。
【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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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2007511408.tif 000013
2007511408.tif 000014
2007511408.tif 000015
2007511408.tif 000016
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