(57)【要約】  本発明は、非同期センサ（１）のためのサンプリング方法であって、センサデータ（ａ）がサンプリングレート（ｔ１）でセンサ要素から読み出されて出力レジスタ（５）に書き込まれ、引き続き出力レート（ｔ２）で当該出力レジスタ（５）から読み出される形式のサンプリング方法に関している。本発明によれば、少なくとも２つのサンプリング値のプログラミング可能な補間によって出力レジスタ（５）の出力レート（ｔ２）が高められる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
非同期センサ（１）のためのサンプリング方法であって、センサデータ（ａ）がサンプリングレート（ｔ１）でセンサ要素から読み出されて出力レジスタ（５）に書き込まれ、引き続き出力レート（ｔ２）で当該出力レジスタ（５）から読み出される形式の方法において、
少なくとも２つのサンプリング値のプログラミング可能な補間によって出力レジスタ（５）の出力レート（ｔ２）が高められるようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記プログラミング可能な補間は線形補間であり、該線形補間では２つのサンプリング値からの差分が、サンプリングレート（ｔ１）に対する出力レート（ｔ２）の比で乗算され、この乗算の結果が先行のサンプリング値に加算されて出力レジスタ（５）に記憶される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記出力レート（ｔ２）を高めるためのパラメータ（ｎ）が初期化フェーズの間に制御ユニット（６）から伝送される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記出力レート（ｔ２）を高めるための少なくとも１つのパラメータ（ｎ）が出力レジスタ（５）に記憶されており、それが初期化フェーズの間に制御ユニット（６）から伝送される切換え命令によって活動化される、請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記出力レート（ｔ２）を高めるための少なくとも１つのパラメータ（ｎ）が出力レジスタ（５）にデフォルト設定値として記憶され、それが初期化フェーズの間にロードされる、請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記センサ（１）は、通常作動モード中は、パラメータ（ｎ）の切換え及び／又はプログラミングに対してロックされる、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
【請求項７】
請求項１から５いずれか１項記載のサンプリング方法の実施のための非同期センサであって、センサ要素（２）と、アナログ／デジタル変換器（３）と、出力レジスタ（５）とを有しており、前記出力レジスタ（５）はセンサデータ（ａ）をサンプリングレート（ｔ１）でセンサ要素（２）から読み出し、出力レート（ｔ２）で制御ユニット（６）へ送出する形式のセンサにおいて、出力レジスタ（５）の出力レート（ｔ２）が、プログラミング可能な少なくとも２つのサンプリング値の補間によって高めることができるように構成されていることを特徴とするセンサ。
【請求項８】
前記出力レジスタ（５）は制御ユニット（６）へのセンサデータ（ａ）の出力レート（ｔ２）を高めるためのパラメータ（ｎ）をデジタルインターフェースを介して受信する、請求項７記載のセンサ。
【請求項９】
前記出力レジスタ（５）内にメモリが設けられており、該メモリ内には出力レート（ｔ２）を高めるための少なくとも１つのパラメータ（ｎ）が記憶されており、このパラメータは初期化フェーズの間に制御ユニット（６）から伝送される切換え命令によって活動化可能である、請求項７または８に記載のセンサ。
【請求項１０】
前記出力レジスタ（５）内にメモリが設けられており、該メモリ内には前記出力レート（ｔ２）を高めるための少なくとも１つのパラメータ（ｎ）がデフォルト設定値として記憶され、それが初期化フェーズの間に活動化可能である、請求項７から９いずれか１項記載の方法記載のセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念による非同期センサのためのサンプリング方法、並びに請求項７の上位概念による所属の非同期センサに関している。
【０００２】
背景技術
物理的な特性量を検出及び／又は測定するためのセンサ系はこれらの特性量を中央の計算ユニットないしは制御ユニットに伝送している。アナログセンサの場合ではデジタル化が通常は計算ないし制御ユニットのオペレーションソフトウエアによって設定されるアナログ・デジタルコンバータのサンプリングレートによって同期化されて行われる。デジタルセンサは、誘電量及び／又は測定された物理量のデジタル伝送を実施する。非同期サンプリングの場合には、センサデータの更新が、デジタルインターフェースを介したシステムによるデータのピックアップとは異なる時間領域において行われる。この非同期サンプリングによれば、信号品質を低下させる時間的なみだれ、いわゆるジッターが生じる。
【０００３】
発明の効果
それに対して請求項１の特徴部分に記載された本発明による非同期センサのためのサンプリング方法、及び請求項７の特徴部分に記載された所属の非同期センサは次のような利点を有している。すなわちプログラミング可能な補間によってセンサデータの出力レートが高められ、それによってジッター、すなわち時間的なみだれないし不鮮明さが縮小される。このジッターの低減によれば、例えばエアバッグ、ベルトプリテンショナー、ロールオーバーバーなどの乗員保護手段のためのトリガ時間の短縮や事故識別能力の向上に係る能力が高まる。特に本発明によるトリガ方法によれば中央評価ユニットのシステムクロックとセンサ信号の複雑な同期化を省くことができ、これによってセンサに対する評価構想の選択や専門技術の選択における融通性が高まる。
【０００４】
発明を実施するための最良の形態
従属請求項に記載された手段とさらなる改善例によって、独立請求項１に記載された非同期センサのためのサンプリング方法と独立請求項７に記載された非同期センサの有利な実施例が可能である。
【０００５】
特に有利には、プログラミング可能な補間が線形補間として置換えられる。この線形補間のもとでは、例えば２つのサンプリング値からの差分がサンプリングレートに対する出力レートの比で乗算され、さらにこの乗算結果が先行のサンプリング値に対して加算され、出力レジスタに記憶される。前記線形補間は、本発明による教示の容易な実施を可能にする。
【０００６】
出力レートの引き上げのためには、所要のパラメータが初期化フェーズの間に例えばデジタルインターフェースを介して制御ユニットから出力レジスタに伝送される。それにより所要のパラメータは有利な形式で必要に応じて変更され、測定の開始の際には得られるようになる。
【０００７】
付加的に若しくは代替的にメモリ内の出力レートの引き上げのためのパラメータに対する少なくとも１つの値は出力レジスタ内に記憶されてもよい。その場合にはパラメータの値が初期化フェーズの間に切換え命令によって設定され、それが制御ユニットによって例えばデジタルインターフェースを介して出力レジスタに伝送される。このことは有利には出力レートの設定に必要なパラメータに対する所定の値の簡単な選択を可能にする。
【０００８】
さらに、出力レートを高めるための少なくとも１つのパラメータをデフォルト値として出力レジスタ内へ記憶し、初期化フェーズの間にロードすることも可能である。このサンプリング方法は有利にはパラメータ値若しくは切換え命令の伝送なしで、"線形補間"モードにおいて直接開始される。相応の命令の伝送によって、このモードは必要に応じて例えば特徴付け若しくは分析の実施に対して、あるいは非線形補間が望まれない適用に対して、遮断又は変更が可能である。
【０００９】
安全上の理由から、設定されたパラメータは有利には通常作動モード中はプログラミングに対してロックされる。それによりパラメータのプログラミングないしは切り換えが出力レートの間で阻止され、設定されたパラメータはセンサの次の初期化フェーズまでそのまま維持されるようになる。
【００１０】
図面
本発明の実施例を図面に示し、以下の説明において詳述する。
この場合、
図１は車両衝突識別システムのためのセンサの概略的なブロック回路図であり、
図２は、非同期センサ信号サンプリングの際の時間的な乱れを概略的に表した図である。
【００１１】
実施例
非同期サンプリングの場合には、センサデータの更新が別の時間領域においてシステムからデジタルインターフェースを介したデータのピックアップとして行われる。この非同期サンプリングによれば、時間的なゆらぎ、いわゆるジッターが生じ、このジッターは、使用されるアルゴリズムに依存して信号品質を低下させ、さらにトリガ時間や衝突識別に関する能力を低下させ得る。デジタル式の公知の非同期センサの場合では、センサデータの更新が印加されたクロック信号か若しくは内部クロック信号によって固定値に設定されており、この値は通常は変更することができないものである。信号品質の向上に対しては、センサの複雑な同期によって、あるいはクロック信号周波数の引き上げによってジッターを取り除いたり縮小させたりすることが公知である。しかしながらこのような改善には、選定された測定原理及び／又はプロセス技術によって、あるいはシステムのハードウエア的な構造特性などによって限界がある。公知のエアバックシステムにおいて中央の加速度センサは例えば１２８μｓのサンプリングレートを有している。中央の評価ユニットはデータを例えば５００μｓのレートでピックアップする。それ故ここでの信号データの最大ジッターは１２８μｓとなる。図２には、非同期センサ信号サンプリングにおける時間的なゆらぎ、すなわちジッターが概略的に示されている。
【００１２】
本発明では、出力レジスタの出力レートを少なくとも２つのサンプリング値のプログラミング可能な補間によって高めることが提案されている。置換えに対しては、非同期センサの初期化フェーズにおいて例えばシステムの起動時点で、実際の物理的サンプリングレート、例えば１２８μｓのサンプリングレートが設定される、すなわちセンサのデジタル出力レジスタにおいてデータが１２８μｓ毎に更新される。付加的にこのセンサは相応の命令ないしはデフォルト値によって次のようなモードにおかれる。すなわちセンサ信号の供給がデジタル出力レジスタにおいて２つもしくはそれ以上の実際のサンプリング値の補間によって例えば１μｓ若しくは０.５μｓまで高められるモードにおかれる。また使用されるアルゴリズムに応じてトリガ時間や衝突識別に関する能力も高まる。
【００１３】
図１には車両衝突識別システムのための本発明によるサンプリング方法実施のための非同期センサ１の概略的なブロック回路図が示されている。センサ１は、サンプリングレートｔ１で読み出される物理量の検出及び／又は測定のためのセンサ要素２と、アナログ／デジタル変換器３と、デジタルローパスフィルタ４を含んでいる。ローパスフィルタ４の後方ではデジタル信号がデジタルインターフェースの出力レジスタ５に読み込まれる。この出力レジスタ５は、センサ要素２からのセンサデータをサンプリングレートｔ２で制御ユニット６に出力している。初期化フェーズの間、制御ユニット６は線形補間による出力レジスタ５におけるレート引き上げのためのパラメータｎを送信している。この補間は例えば次のようにして達成されてもよい。すなわち２つのセンサデータ、例えば１２８μｓ毎に得られる２つのセンサデータの間の差分を、出力レートｔ２に対するサンプリングレートｔ１の比で定められる補間点の数で除算するか（例えばｔ１/ｔ２＝１２８）、若しくはサンプリングレートｔ１に対する出力レートｔ２の比で乗算することによって達成される。この場合サンプリングレートｔ１に対する出力レートｔ２の比はパラメータｎに相応している。この計算の結果は、高められたレートで（例えば１μｓ若しくは０.５μｓ）、先行するサンプリング値に加算され、出力レジスタ５において得られる。
【００１４】
代替的な実施形態によれば、出力レジスタは図には示していないメモリを含んでおり、このメモリには、出力レートｔ２を高めるためのパラメータｎに対する少なくとも１つの値が記憶されている。初期化フェーズの間に、制御ユニット６から出力レジスタ５に伝送される切換え命令によって、パラメータｎに対して記憶されている値の１つが活動化される。すなわち相応の命令によって出力レートの切り換えが実施される。
【００１５】
さらなる代替的な実施形態によれば、出力レートｔ２を高めるための少なくとも１つのパラメータｎが出力レジスタ５の図には示されていないメモリにデフォルト設定値として記憶され、それが初期化フェーズの間にロードされる。それによりこのサンプリング方法は例えば"線形補間"モードにおいて直接開始される。相応の命令の伝送によって、このモードは必要に応じて遮断又は変更が可能である（例えば特徴付け若しくは分析の実施に対して、あるいは非線形補間が望まれない場合など）。
【００１６】
図１に示されているセンサは、安全上の理由から通常作動モードにおいてはロックが可能である。すなわちパラメータｎのプログラミングないしは切換えがもはや不可能にされ、それによって、設定されたパラメータが次の初期化フェーズまでロックされ続ける。
【００１７】
本発明によるサンプリング方法とそれに所属する非同期センサによれば、例えばエアバック制御機器において"ジッターに敏感な"アルゴリズムが適用されている場合においても、センサ信号と中央評価ユニットのシステムクロックとの同期が不要となる。それにより複雑な同期の置き換えが不要となり、センサに対する評価構想の選択及び技術手段の選択においても高い融通性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】車両衝突識別システムのためのセンサの概略的なブロック回路図
【図２】非同期センサ信号サンプリングの際の時間的不鮮明さを概略的に表した図
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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