(57)【要約】  本発明は直列回路内に周辺配置するように構成されたセンサ（２，３，４，５）、とりわけ自動車で適用するように構成されたセンサに関し、このセンサは以下の構成を有する：センサ素子（１０）が所定のパラメータを走査し、所定のパラメータに相応する信号を形成する；評価ユニット（１１）が前記センサ素子（１０）の信号を評価および処理し、該評価ユニット（１１）はセンサ素子（１０）とセンサ接続部（１５）を介して接続されている；第２のセンサ（３）に接続するための受信インタフェース（１２）が、第２のセンサ（３）から送信されたデータを受信し、該受信インタフェースは評価ユニット（１１）と入力接続部（１４）を介して接続されている；別のセンサ（３，４，５）または制御装置（１）のセンサインタフェース（１７）に接続するための送信インタフェース（１３）がデータを別のセンサ（３，４，５）または制御装置（１）に送信する；該送信インタフェース（１３）は出力接続部（１６）を介して評価ユニット（１１）と接続されている；受信インタフェース（１２）と送信インタフェース（１３）とは同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルに対して構成されている。本発明はまた、このようなセンサの駆動方法およびそのための装置に関する。
2008517391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列回路内に周辺配置するように構成されたセンサ（２，３，４，５）、とりわけ自動車で適用するように構成されたセンサが以下の構成を有する：
センサ素子（１０）が所定のパラメータを走査し、所定のパラメータに相応する信号を形成する；
評価ユニット（１１）が前記センサ素子（１０）の信号を評価および処理し、該評価ユニット（１１）はセンサ素子（１０）とセンサ接続部（１５）を介して接続されている；
第２のセンサ（３）に接続するための受信インタフェース（１２）が、第２のセンサ（３）から送信されたデータを受信し、該受信インタフェースは評価ユニット（１１）と入力接続部（１４）を介して接続されている；
別のセンサ（３，４，５）または制御装置（１）のセンサインタフェース（１７）に接続するための送信インタフェース（１３）がデータを別のセンサ（３，４，５）または制御装置（１）に送信する；
該送信インタフェース（１３）は出力接続部（１６）を介して評価ユニット（１１）と接続されている；
受信インタフェース（１２）と送信インタフェース（１３）とは同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルに対して構成されている、ことを特徴とするセンサ。
【請求項２】
請求項１記載のセンサにおいて、
評価ユニット（１１）は選択装置（１７）を有し、該選択装置は受信インタフェース（１２）により受信されたデータまたは／およびセンサ素子（１０）から得られた信号を選択し、送信インタフェース（１３）にさらに転送する、ことを特徴とするセンサ。
【請求項３】
請求項２記載のセンサにおいて、
選択装置（１７）は、受信インタフェース（１２）を介して受信されたデータおよび所定のデータの優先情報から、受信インタフェース（１２）を介して受信されたデータまたは／および固有のセンサ素子（１０）のデータをさらに転送する選択決定を行うように構成されている、ことを特徴とするセンサ。
【請求項４】
請求項２または３項記載のセンサにおいて、
選択装置（１７）は切替装置（２１）と、該切替装置（２１）を制御するための制御ユニット（２０）とを有し、前記切替装置は入力接続部（１４）またはセンサ接続部（１５）を出力接続部と接続する、ことを特徴とするセンサ。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか一項記載のセンサにおいて、
選択装置（１７）は処理装置を有し、該処理装置は受信インタフェース（１２）を介して受信されたデータおよびセンサ素子（１０）の信号に対してデータ縮小を行う、ことを特徴とするセンサ。
【請求項６】
請求項２から５までのいずれか一項記載のセンサにおいて、
選択装置（１７）は、所定のデータに対する記憶装置（２２）または／および切替装置（２１）を操作するための選択決定に対する制御入力部（１９）を有する、ことを特徴とするセンサ。
【請求項７】
請求項２から６までのいずれか一項記載のセンサにおいて、
選択装置（１７）は、収集され受信されたデータを記憶するために別の記憶装置を有する、ことを特徴とするセンサ。
【請求項８】
直列回路に配置された請求項１から７までのいずれか一項記載のセンサ（２，３，４，５）を制御装置で、とりわけ自動車で駆動するための方法において、
直列回路の各センサ（２，３，４，５）で、センサ素子（１０）の信号データを評価し、優先情報を該信号データに所定のデータ値に従って付け加え、
直列回路内の各センサ（２，３，４）で、その受信インタフェース（１２）が接続を備えていないセンサ（５）を除いて、受信インタフェース（１２）を介して接続されたセンサ（３，４，５）のデータを受信し、受信したデータの優先情報をセンサ素子（１０）のデータの優先情報と相互に比較するか、または所定のデータ値と比較し、
データを、送信インタフェース（１３）に接続されたセンサ（２，３，４）への送信インタフェース（１３）に転送するか、または制御装置（１）のセンサインタフェース（１８）に優先度の順序で転送し、
すべてのインタフェース（１２，１３，１８）は同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルにより駆動される、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項８記載の方法において、
優先情報は所定のデータ値または信号レベルである、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法において、
所定のデータ値は制御入力端（１９）を介して変更可能である、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項８から１０までのいずれか一項記載の方法において、
センサ（２，３，４，５）のデータは記憶装置に収集され、それからさらに転送される、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項８から１０までのいずれか一項記載の方法において、
センサ（２，３，４，５）のデータにはそれぞれデータ縮小アルゴリズムが施される、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項８から１２までのいずれか一項記載の方法において、
データの転送とセンサ（２，３，４，５）の通信を相互に制御装置と同期して、または部分的に非同期で実行し、部分的に非同期で実行する場合、直列回路で最後のセンサ（５）がクロックを規定する、ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
制御装置（１）と、請求項１から７までのいずれか一項記載のセンサ（２，３，４，５）の直列回路とを有する装置において、
送信インタフェース（１３）を備える第１のセンサ（２）が制御装置（１）のセンサインタフェース（１７）と第１の接続部（６）を介して接続されており、
受信インタフェース（１２）を備える第１のセンサは第２のセンサ（３）の送信インタフェース（１３）と第２の接続部（７）を介して接続されており、
さらなるセンサ（４，５）は相互に第３から第４の接続部（８，９）を介してそれぞれ直列に接続されており、
それぞれ先行のセンサ（２，３，４）の受信インタフェース（１２）はそれぞれ後置されたセンサ（３，４，５）の送信インタフェース（１３）と接続されている、ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
従来技術
本発明は、直列回路に配置するように構成されたセンサ、とりわけ自動車で適用するように構成されたセンサ、このようなセンサの駆動方法、およびそのための装置に関する。
【０００２】
自動車ではすでに長年、種々のセンサが衝突イベントの検出に使用されている。側面衝突を識別するための圧力センサおよび加速度センサは、それに属する電子式制御装置の他に、いわゆる乗員保護システムにより周辺センサとして使用される。別の周辺センサとして衝突重度ないしはクラッシュ重度を識別するため、およびいわゆるオフセット識別のために加速度センサが使用される。しばしば複数の同形式のセンサが種々異なる個所に同じ目的で自動車に取り付けられる。例えばいわゆるＰＡＳセンサが自動車ボディのＡピラー、ＢピラーおよびＣピラーに取り付けられ、また圧力センサが車両の前部ドアと後部ドアに側方クラッシュ識別のために取り付けられる。これらのセンサは所属の制御装置に公知のようにエネルギーおよびデータを伝送するために接続されており、例えば接続のためのバスシステムによって複数のセンサが１つのインタフェースに接続されている。
【０００３】
説明のためにＤＥ１０１１４５０４Ａ１を挙げておく。この刊行物は、センサと制御装置との間でのデータ伝送方法を開示しており、センサと制御装置は複線線路を介して相互に接続されている。この複線線路を介してセンサに対するエネルギーとセンサのデータとが伝送される。ここでこのデータはセンサ固有の情報、例えばセンサのＩＤ、状態およびセンシングした値についてのデータを含んでいる。
【０００４】
現在のシステムおよびそれらの構造とアーキテクチャは典型的には比較的フレキシブルではない。通常、乗員保護システムは車両用に設計されており、制限された程度でしか変更または拡張することができない。バスシステムも通常は適切な構成を有していなければならない。従ってエアバッグシステムではますます多くの周辺センサが使用される。所属の制御装置での接続スペースの数を制限するために、いくつかの自動車製造業者からバスシステムが要求されている。電磁的両立性（ＥＭＣ）に関する規則の理由でこのようなバスシステムのデータ速度は制限されている。従来の設計では、このことは個々のセンサに対するデータ速度の制限にもつながる。しかし、例えば十分に高速にクラッシュイベントに応答できるようにするためには高いデータ速度が必要である。
【０００５】
発明の利点
本発明のセンサにより、直列回路にある周辺センサを制御装置の個々のセンサインタフェースに接続することができ、このセンサは本発明の方法により駆動される。
このことは、制御装置において物理的センサインタフェースのすべてのバンド幅を使用することができ、それぞれのセンサのデータ速度を従来技術に対して高めることができるという利点を有する。
【０００６】
本発明の基本思想を以下に説明する。
【０００７】
本発明の要点は、同じように構成された別のセンサと直列回路に配置することのできる周辺センサである。これは、用語「カスケード可能な」センサとも称される。ここではそれぞれ１つのポイント・ツー・ポイント・インタフェースが同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルにより、制御装置と第１センサとの間、およびさらなるセンサの間で形成される。
本発明の主要な利点は、それぞれのセンサが優先情報に基づき、どの信号を自分からさらに転送するのか、どの信号が先行のセンサからのものであるか、または自分の固有の信号であるかを自分で決定することである。
【０００８】
このようにして有利には、個々のセンサの高いデータ速度を使用することができる。それぞれの信号の優先情報は付加的に別の優先基準、例えば信号レベルにより重畳することができ、これにより動作時に変更することができる。
【０００９】
本発明のセンサは直列回路内に周辺配置するように、とりわけ自動車で適用するように構成されており、以下の構成を有する：
センサ素子が所定のパラメータを走査し、所定のパラメータに相応する信号を形成する；
評価ユニットがセンサ素子の信号を評価および処理し、この評価ユニットはセンサ素子とセンサ接続部を介して接続されている；
第２のセンサに接続するための受信インタフェースが、第２のセンサから送信されたデータを受信し、この受信インタフェースは評価ユニットと入力接続部を介して接続されている；
別のセンサまたは制御装置のセンサインタフェースに接続するための送信インタフェースがデータを別のセンサまたは制御装置に送信する；
該送信インタフェースは出力接続部を介して評価ユニットと接続されている；
受信インタフェースと送信インタフェースとは同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルに対して構成されている。
【００１０】
このことにより、周辺センサの有利で簡単な直列回路が達成され、この直列回路を後から変更することができる。
【００１１】
有利な実施形態では、評価ユニットは選択装置を有し、この選択装置は受信インタフェースにより受信されたデータまたは／およびセンサ素子から得られた信号を選択し、送信インタフェースにさらに転送する。これはとりわけ有利である。なぜなら、信号を簡単に区別することができるからである。
【００１２】
選択装置が、受信インタフェースを介して受信されたデータおよび所定のデータの優先情報から、受信インタフェースを介して受信されたデータまたは／および固有のセンサ素子のデータをさらに転送する選択決定を行うように構成されていると特に有利である。
【００１３】
さらに別の構成では、選択装置が切替装置と、この切替装置を制御するための制御ユニットを有し、前記切替装置は入力接続部またはセンサ接続部を出力接続部と接続する。このようにして最高の優先度を有する信号はさらなる転送のために直ちに送信インタフェースと接続される。
【００１４】
別の構成では、選択装置が処理装置を有し、この処理装置は受信インタフェースを介して受信されたデータおよびセンサ素子の信号に対してデータ縮小を行う。これにより使用領域が、データ速度が制限される場合に対しても有利に拡張される。
【００１５】
さらなる実施形態では、選択装置が所定のデータに対する記憶装置または／および切替装置を操作するための選択決定に対する制御入力部を有する。これにより所定のデータが可変であるか、または動作条件に応じて呼び出すことができ、このことは制御入力部を介しても可能である。
【００１６】
別の実施形態では、選択装置が収集された受信データを記憶するために別の記憶装置を有し、これにより所定のデータ量の中間記憶が可能になり、この収集された受信データは最高優先度のデータが転送された後に初めて転送される。
【００１７】
直列回路に配置されたセンサを制御装置、とりわけ自動車で駆動するための本発明の方法は、
直列回路の各センサで、センサ素子の信号データを評価し、優先情報を該信号データに所定のデータ値に従って付け加え、
直列回路内の各センサで、その受信インタフェースが接続を備えていないセンサを除いて、受信インタフェースを介して接続されたセンサのデータを受信し、受信したデータの優先情報をセンサ素子のデータの優先情報と相互に比較するか、または所定のデータ値と比較し、
データを、送信インタフェースに接続されたセンサへの送信インタフェースに転送するか、または制御装置のセンサインタフェースに優先度の順序で転送し、
すべてのインタフェースは同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルにより駆動される、ことを特徴とする。ここでは有利には高いデータ速度を使用できることが補償され、常に最高優先度のデータがさらに転送される。
【００１８】
別の構成では、優先情報は所定のデータ値または信号レベルである。信号レベルは動作時に所定の優先情報を、目下の動作条件に応じて有利には適合ないしは変更することができる。これにより有利なフレキシビリティが達成される。
【００１９】
別の構成では、所定のデータ値が制御入力端を介して変更可能であり、これにより外部調整を簡単に実行することができる。
【００２０】
高いデータ速度に対しては、センサのデータをそれぞれ記憶装置で収集し、それからさらに転送すると有利である。
【００２１】
データ速度が制限されている場合、センサのデータにはそれぞれデータ縮小アルゴリズムが施され、これにより高速にデータ伝送できるようデータが有利に圧縮される。
【００２２】
実施形態では、データの転送とセンサの通信を相互に制御装置と同期して、または部分的に非同期で実行し、部分的に非同期で実行する場合、直列回路で最後のセンサ（５）がクロックを規定する。
【００２３】
制御装置と、センサの直列回路とを備える本発明の装置は、
送信インタフェースを備える第１センサが制御装置のセンサインタフェースと第１の接続部を介して接続されており、
受信インタフェースを備える第１センサは第２センサの送信インタフェースと第２の接続部を介して接続されており、
さらなるセンサは相互に第３から第４の接続部を介してそれぞれ直列に接続されており、
それぞれ先行のセンサの受信インタフェースはそれぞれ後置されたセンサの送信インタフェースと接続されている、ことを特徴とする。このようにして、カスケード可能なセンサの直列回路の有利で簡単な装置が制御装置の個々のセンサインタフェースにおいて可能となる。
【００２４】
本発明の有利な構成および改善形態は、従属請求項および図面を参照した説明から得られる。
図面
本発明を以下では図面に示された実施例を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図面中、
図１は、本発明によるセンサを備える本発明の装置の実施形態のブロック回路図である。
図２は、本発明のセンサの構造を示す概略図である。
図３は、図２のセンサの選択装置の構造を示す概略図である。
【００２６】
実施例の説明
図１では、本発明のセンサ２から５を備える本発明の装置の実施形態がブロック回路図に示されている。ここでは周辺センサ２から５が、制御装置１の外で図示しない自動車に取り付けられている。信号の伝送は単方向で行われる。すなわち第４センサ５から先行のセンサ４，３，２を介して制御装置１へ行われる。
【００２７】
制御装置３にはセンサインタフェース１８で、まず第１センサ２が第１接続部６を介して接続されている。直列回路でさらなるセンサ３，４，５が続く：第２センサ３は先行の第１センサ２と第２接続部７を介して、そして後続の第３センサ４とは第３接続部８を介して接続されている。この実施例では直列回路が４つのセンサ２から５からなる。ここで第４センサ５は第４接続部９を介して先行の第３センサ４と接続されている。
【００２８】
センサ２から５のこの構成は「カスケード可能」とも称することができ、センサ２〜５の所定のインタフェースと制御装置１との間に複数の接続部を有する。これらの接続部はそれぞれポイント・ツー・ポイント・インタフェースを形成し、すべては同じハードウエアプロトコルおよび同じソフトウエアプロトコルにより駆動される。センサ２〜５は相互に内部インタフェースと接続されており、この内部インタフェースを図２に基づいて説明する。
【００２９】
図２は、このような「カスケード可能」なセンサ２〜５の構造を概略的に示す。センサ２〜５は、センサ素子１０、選択装置１７を備える評価ユニット１１，受信インタフェース１２および送信インタフェース１３を有する。
【００３０】
センサ素子１０は所定のパラメータ、例えば圧力または加速度を検出し、これを電気的センサ信号に変換する。電気的センサ信号は評価ユニット１１にセンサ接続部１５を介して導かれる。評価ユニット１１は例えば特別の集積回路であり、センサ素子１０の信号を評価し、入力接続部１４を介して受信インタフェース１２からこれ接続された後続のセンサ３から５のデータを受信する。
【００３１】
評価ユニット１１は、受信インタフェース１２から受信した信号またはセンサ素子１０のセンサ信号を所定の選択基準に従い、出力接続部１６を介して送信インタフェース１３にさらに転送する。この送信インタフェースには先行のセンサ２から４の１つ、または制御装置１のセンサインタフェース１８が接続される。
【００３２】
評価ユニット１１の選択装置１７では、信号が最高の優先度を備え、さらに転送すべき信号として、この実施例では優先情報により選択される。後続のセンサ３〜５の評価ユニット１１はそれぞれのセンサ素子１０のデータに優先情報を付け加える。この優先情報は所定の固定値として例えば記憶装置（図３参照）に存在する。これにより先行の選択装置１７は転送の優先度を識別する。例えば第４センサ５がクラッシュを識別したため、この第４センサ５のデータが最高優先度であれば、この基準がこのデータに第４センサ５の評価ユニット１１により付け加えられ、直列回路に配置されたセンサ２〜４のすべての選択装置１７はこのデータを直ちに制御装置１へ転送する。
【００３３】
優先基準は別の構成では、センサ信号の信号レベルとすることができる。通常の走行動作で例えば第２センサ３のデータだけがさらに転送され、衝突イベントが突然発生し、これを第３センサ４が識別すると、このセンサの信号レベルが第２センサ３の信号レベルよりも格段に大きくなる。その結果、第２センサ３に到来する第３センサ４の信号が信号レベルに基づき最高優先度として識別され、直ちにさらに転送される。
【００３４】
図３には例として、図２のセンサ２〜５の選択装置１７の構造が示されている。選択装置１７はこの実施例では、接点端子Ａ，Ｂ，Ｃを備える切替装置２１を有する。この切替装置は簡単にするため電気スイッチ記号として示されている。この切替装置の操作は、破線で示したように制御ユニット２０によって行われる。制御ユニット２０はそれぞれ入力接続部１４およびセンサ接続部１５と接続されており、これによりこの線路に存在する信号の優先情報を走査する。制御ユニット１０と接続された記憶装置２２には所定のデータ値が記憶されており、このデータ値は接続部１４と１５にある信号間の選択決定に用いられる。選択決定に応じて切替装置２１は制御ユニット２０に依存して、受信インタフェース１２から受信した信号が最高優先度を有する場合には、入力接続部１４と接続された接点端子Ａを、接点端子Ｃに接続された出力接続部１６に接続し、固有のセンサ信号が最高優先度を有する場合には、接点端子Ｂを接点端子Ｃに接続する。
【００３５】
図１の直列回路での単方向伝送は同期して、または部分的非同期で行うことができる。非同期の場合、最後のセンサ、ここでは第４センサ５が直列回路のクロックを規定する。先行の第３センサ４は、自分に第４センサ５からデータが送出されるまで待機する。引き続きこの第３センサ４はこのデータを自分の目下のデータと共に、別のセンサ３と２を介して制御装置１に送信する。
【００３６】
本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、多種多様に変形することができる。
【００３７】
例えばデータ速度が制限されている場合には、データ縮小アルゴリズムを例えばセンサ２〜５のそれぞれの評価ユニット１１で使用することも考えられる。
【００３８】
さらに選択装置１７が制御入力端１９をその制御ユニット２０に有し、この制御入力端１９を介して外部制御信号を、動作時に動作条件に応じて優先度設定または優先度変更するために入力することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明によるセンサを備える本発明の装置の実施形態のブロック回路図である。
【図２】図２は、本発明のセンサの構造を示す概略図である。
【図３】図３は、図２のセンサの選択装置の構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  制御装置
２，３，４．５  センサ
６，７，８，９  接続部
１０  センサ素子
１１  評価ユニット
１２  受信インタフェース
１３  送信インタフェース
１４  データ入力端
１５  センサ接続部
１６  データ出力端
１７  決定装置
１８  センサインタフェース
１９  制御入力端
２０  制御ユニット
２１  切替装置
２２  記憶装置
Ａ，Ｂ，Ｃ  接点端子
【図１】
2008517391.tif 000003
【図２】
2008517391.tif 000004
【図３】
2008517391.tif 000005
【国際調査報告】
2008517391.tif 000006
2008517391.tif 000007
2008517391.tif 000008
2008517391.tif 000009