(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信対象（２）との間に設けられた伝送路（１１）を介して前記通信対象との間で信号の送受信を実行する通信装置（１０）であって、
前記通信対象から出力された前記伝送路における電圧（Ｖ１、Ｖ２）を前記通信対象からの電圧信号として検出する電圧検出部（１２）と、
前記通信対象への電流信号として電流を前記伝送路に通電させるための電流通電部（１３）と、
当該電流通電部によって電流を通電させているときに前記電圧検出部によって検出された電圧が変化した場合に、前記電流通電部によって通電された電流の大きさを維持する電流維持手段（１４、ＳＷ１〜ＳＷ３、Ｒ４）と、
を備えていることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記電流通電部は、
入力された電流の大きさに応じて前記伝送路に電流を通電させるためのカレントミラー回路（１５、１５ｂ）と、
当該カレントミラー回路に電流を入力するための電源電圧（Ｖ１ａ、Ｖ２ａ）を有する電源部（２３、２４）と、
を有し、
前記電流維持手段（１４、ＳＷ１、ＳＷ２、Ｒ４）は、前記カレントミラー回路に入力される電流の大きさを変化させることによって、前記伝送路に通電させる電流の大きさを維持することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記電源部は、第１の電源電圧（Ｖ１ａ）を有する第１電源部（２３）と、当該第１の電源電圧と異なる第２の電源電圧（Ｖ２ａ）を有する第２電源部（２４）と、で構成され、
前記電流維持手段（１４、ＳＷ１、ＳＷ２）は、前記第１および第２電源部を、当該第１および第２電源部の一方から他方に切り換えて前記カレントミラー回路（１５）に接続することにより、前記伝送路に通電させる電流の大きさを維持することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記電流維持手段（１４、Ｒ４）は、前記電源部（２３）から前記カレントミラー回路（１５ｂ）に入力される電流の通電経路に設けられた可変抵抗（Ｒ４）を有し、当該可変抵抗の抵抗値を変化させることによって、前記伝送路に通電させる電流の大きさを維持することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記電流通電部は、
入力された電流の大きさに応じて前記伝送路に電流を通電させるためのカレントミラー回路（１５ａ）と、
当該カレントミラー回路に電流を入力するための電源電圧（Ｖ１ａ）を出力する電源部（２３）と、
を有し、
前記電流維持手段（１４、ＳＷ１、ＳＷ３）は、前記カレントミラー回路に入力される電流の大きさと前記伝送路に通電させる電流の大きさの比率を変化させることにより、当該伝送路に通電させる電流の大きさを維持することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧および電流によって信号の送受信を実行する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の通信装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この通信装置は、マスター装置と複数のスレーブ装置との間で双方向通信を実行する通信システムのスレーブ装置に設けられている。この通信システムでは、マスター装置および各スレーブ装置は単一のワイヤによって接続されており、このワイヤを介して次のように双方向通信を実行する。
【０００３】
すなわち、マスター装置からスレーブ装置に信号を送信するときには、マスター装置の電圧信号生成部によって生成された電圧がワイヤを介して出力され、スレーブ装置は、その信号受信部によってワイヤの電圧を電圧信号として検出する。また、スレーブ装置からマスター装置に信号を送信するときには、電圧信号に応じ、スレーブ装置の電流消費部によって電流がワイヤに通電され、マスター装置は、その受信信号生成部により、ワイヤに通電された電流の大きさに基づいて電流信号を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５６５７３２４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献に係る通信装置では、電圧信号および電流信号の伝送路を単一のワイヤで共用しているため、通信を安定して実行できないおそれがある。例えば、スレーブ装置へのデータ転送のためには電圧を変動させて信号を生成する必要があるため、電圧の変動がワイヤに通電された電流の大きさ影響を及ぼすおそれがある。すなわち、電圧の変動に伴って電流の大きさもまた、変動してしまい、その結果、マスター装置での電流の大きさに基づく信号検出を精度よく実行できないおそれがある。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、電圧および電流の大きさによる信号の送受信を精度よく実行することができる通信装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る通信装置は、通信対象との間に設けられた伝送路を介して前記通信対象との間で信号の送受信を実行する通信装置であって、前記通信対象から出力された前記伝送路における電圧を前記通信対象からの電圧信号として検出する電圧検出部と、前記通信対象への電流信号として電流を前記伝送路に通電させるための電流通電部と、当該電流通電部によって前記電流信号を通電させているときに前記電圧検出部によって検出された電圧信号が変化した場合に、前記電流通電部によって通電された電流信号の大きさを維持する電流維持手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、伝送路を介して通信対象に接続された通信装置は、通信対象から出力された伝送路における電圧を、通信対象からの電圧信号として電圧検出手段によって検出する。また、通信装置は、通信装置から通信対象への電流信号として、電流通電部によって電流を伝送路に通電させる。また、電流通電部によって電流を通電させているときに伝送路の電圧が変化したことを電圧検出部によって検出した場合には、電流維持手段によって、伝送路に通電された電流の大きさが変動しないように維持される。
【０００９】
以上のように、電圧による信号の受信と電流による信号の送信の双方を、同一の伝送路を用いて実行する場合に、通信対象からの信号としての電圧が変動しても、電流の大きさが電流維持手段によって維持されるので、電圧の変動に伴って電流の大きさが変動してしまうのを防止することができる。その結果、通信対象への信号としての電流を所要の大きさに確実に維持でき、通信装置と通信対象との間で信号の送受信を精度よく実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による通信装置を備えるエアバッグシステムの概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る通信装置を示す回路図である。
【図３】エアバッグシステムの動作の一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図３のタイミングチャートを部分的に拡大して示す図（Ａ）、およびその比較例を示す図（Ｂ）である。
【図５】第２実施形態に係る通信装置を示す回路図である。
【図６】第３実施形態に係る通信装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の第１実施形態に係る通信装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態による通信装置１０を用いたエアバッグシステム１を示している。このエアバッグシステム１は、車両（図示せず）に搭載されており、制御装置２、および制御装置２による制御に応じて作動する複数のセンサ装置３を備えている。
【００１２】
制御装置２および各センサ装置３は、両者２、３の間で信号を送受信するための伝送路１１を介して互いに接続されている。制御装置２は、センサ装置３への命令を表す信号を生成してセンサ装置３に出力する。具体的には、所定の第１の電圧Ｖ１と、第１の電圧Ｖ１よりも高電圧の所定の第２の電圧Ｖ２との間で電圧を変動させる電圧信号を生成し、伝送路１１を介してセンサ装置３に送信する。また、制御装置２は、後述するように各センサ装置３で生成された電流信号を伝送路１１を介して受信する。制御装置２は、受信した電流信号に基づいて車両の衝突などの発生を判定し、判定結果に応じてエアバッグ（図示せず）を作動させる。
【００１３】
複数のセンサ装置３は、車両の各所に分散して配置されている。図２に示すように、各センサ装置３は、通信装置１０および加速度センサ５を有しており、制御装置２からの電圧信号に基づいて、加速度センサ５による検出結果を表す電流信号を制御装置２に送信する。通信装置１０は、伝送路１１にそれぞれ接続された電圧受信器１２（電圧検出部）および電流送信器１３（電流通電部）と、制御回路１４（電流維持手段）などを備えている。
【００１４】
電圧受信器１２は、グランドとして設けられた接地部２１と、伝送路１１上の中間端子１１ａから分岐して、接地部２１との間に設けられた第１および第２抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンパレータ２２と、直流電源２７などを有している。第１および第２抵抗Ｒ１、Ｒ２は互いに直列に接続されており、中間端子１１ａ側に第１抵抗Ｒ１が、接地部２１側に第２抵抗Ｒ２がそれぞれ配置されている。両抵抗Ｒ１、Ｒ２の間の中間端子２６は、コンパレータ２２の反転入力端子に接続されており、伝送路１１の電圧が、第１および第２抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値に応じて分割されて反転入力端子に入力される。
【００１５】
また、直流電源２７の正極は、コンパレータ２２の非反転入力端子に接続され、負極は接地部２１に接地されている。コンパレータ２２は、反転入力端子から入力された電圧と、直流電源２７の所定の電圧Ｖｒｅｆとを比較し、その比較結果を、制御装置２からの命令を表す信号として制御回路１４に出力する。
【００１６】
加速度センサ５は、例えば半導体式のものであり、固定部および可動部の間に構成されたコンデンサ（いずれも図示せず）の、可動部の変位に伴う静電容量の変化を加速度を表す検出信号として検出し、制御回路１４に出力する。
【００１７】
制御回路１４は、制御装置２からの命令が反映されたコンパレータ２２から出力された信号に応じて、加速度センサ５で検出された加速度を表す電流信号を、電流送信器１３で生成して制御装置２に送信する。具体的には、電流の大きさ（以下「電流値」という）を所定の第１の電流値Ａ１と、これよりも電流値の小さい所定の第２の電流値Ａ２との間で変動させる電流信号を、後述する第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２をそれぞれオン／オフすることによって生成し、伝送路１１に通電させることによって、伝送路１１を介して制御装置２に送信する。
【００１８】
電流送信器１３は、電流信号を通電させるための電源としての第１および第２電源部２３、２４と、カレントミラー回路１５などを有している。第１電源部２３は所定の第１の電源電圧Ｖ１ａを出力するように、また、第２電源部２４は、第１の電源電圧Ｖ１ａよりも低電圧の所定の第２の電源電圧Ｖ２ａを出力するように、それぞれ構成されている。また、カレントミラー回路１５は、例えばｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴでそれぞれ構成された第１および第２トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を有している。第１トランジスタＴｒ１のソースは接地部２１に接地され、ドレインは第３抵抗Ｒ３を介して、中間端子１１ａに接続されている。
【００１９】
また、第２トランジスタＴｒ２のドレインは、第１スイッチ素子ＳＷ１（電流維持手段）および第１定電流源２５ａを介して第１電源部２３に接続されるとともに、第２スイッチ素子ＳＷ２（電流維持手段）および第２定電流源２５ｂを介して第２電源部２４に接続されている。また、第２トランジスタＴｒ２のソースは接地されており、そのドレインおよびゲートは互いに接続されている。また、第１および第２トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のゲート同士が接続されている。
【００２０】
第１スイッチ素子ＳＷ１は、第１定電流源２５ａと第２トランジスタＴｒ２の間に配置され、前述した制御回路１４に接続されている。この第１スイッチ素子ＳＷ１は、コンパレータ２２から出力された信号に応じ、制御回路１４による制御によってオン／オフされる。同様に、第２スイッチ素子ＳＷ２は、第２定電流源２５ａと第２トランジスタＴｒ２の間に配置され、制御回路１４に接続されており、コンパレータ２２から出力された信号に応じ、制御回路１４によってオン／オフされる。
【００２１】
次いで、上述したエアバッグシステム１の動作の一例を、図３および図４を参照しながら説明する。図３に示すように、まず、タイミングｔ１において、第１の電圧Ｖ１よりも大きな電圧が制御装置２から出力され、タイミングｔ２において第１の電圧Ｖ１に戻るまで、センサ装置３を駆動するための電力がセンサ装置３に供給される。この間に供給された電力は、センサ装置３の電源回路（図示せず）などに蓄積され、電圧受信器１２、電流送信器１３および制御回路１４などを駆動するために用いられる。
【００２２】
センサ装置３への電力供給が実行されている間、制御回路１４は、電流送信器１３の第２スイッチ素子ＳＷ２をオンに維持する一方、第１スイッチ素子ＳＷ１をオフに維持する。これにより、第２の電源電圧Ｖ２ａに応じた第２の電流値Ａ２の電流が、第２電源部２４からカレントミラー回路１５に入力され、第２トランジスタＴｒ２を介して接地部２１に通電される。それに伴って同じく第２の電流値Ａ２の電流が、伝送路１１に通電される。
【００２３】
次に、制御装置２は、タイミングｔ２からタイミングｔ７にかけて、電圧信号の電圧を第１および第２の電圧Ｖ１、Ｖ２の間で変動させることにより、センサ装置３を制御するための電圧信号を送信する。例えば、タイミングｔ３において、電圧信号の電圧が第１の電圧Ｖ１から第２の電圧Ｖ２に変化したときに、制御回路１４は、制御装置２へのデータ送信のために、第２スイッチ素子ＳＷ２をオフするとともに第１スイッチ素子ＳＷ１をオンすることによって、電流信号の電流値を第２の電流値Ａ２から第１の電流値Ａ１に変化させる。
【００２４】
図４（Ａ）に示すように、電流信号の電流値は、タイミングｔ３から上昇を開始し、第１の電源電圧Ｖ１ａに応じた第１の電流値Ａ１に徐々に近づく。その際、例えば、電流値が第１の電流値Ａ１に達する直前のタイミングｔ３ａにおいて、電圧信号の電圧が第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に切り換えられたときには、それによって電流値が増大するのを抑制するために、制御回路１４によって第１スイッチ素子ＳＷ１がオフされるとともに第２スイッチ素子ＳＷ２がオンされる。これにより、カレントミラー回路１５に接続される電源部が第１電源部２３から第２電源部２４に切り換えられ、より低電圧の第２の電源電圧Ｖ２ａに基づくより小さな電流が伝送路１１に通電されるように制御される。その結果、電圧変化に伴う電流値の増大分が相殺され、電流信号の電流値が第１の電流値Ａ１に維持される。そして、タイミングｔ３ｂにおいて電圧信号が第２の電圧Ｖ２に切り換えられると、電流信号の電流値は急激に低下し、タイミングｔ４において第２の電流値Ａ２に戻る。
【００２５】
また、タイミングｔ３〜ｔ４での電流値の変動と同様に、タイミングｔ５〜ｔ６において、電流値を第１の電流値Ａ１と第２の電流値Ａ２との間で変動させるときに電圧信号の電圧が変化した場合も、それに伴う電流値の変化を相殺するように、第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフを切り換えることによって、電流値の変動を抑制する。
【００２６】
制御装置２は、以上のような電流信号の第１の電流値Ａ１と第２の電流値Ａ２との間の変動を、加速度センサ５で検出された加速度を表すデータとして検出する。また、センサ装置３では、タイミングｔ７〜ｔ１３においても、上述したタイミングｔ１〜ｔ７と同様に電圧信号の受信と電流信号の送信が実行され、それ以降もこれらの信号の送受信が繰り返し継続して実行される。
【００２７】
図４（Ｂ）は、エアバッグシステム１の動作の比較例を示している。この比較例では、タイミングｔ３に相当するタイミングｔ２３において、上述した動作例と同様、電流信号によるデータ送信のために、第２スイッチ素子ＳＷ２をオフするとともに第１スイッチ素子ＳＷ１をオンすることによって、電流値が上昇を開始する。そして、タイミングｔ２３ａにおいて、電圧信号が第２の電圧Ｖ２から第１の電圧Ｖ１に切り換えられたときに、第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２の切換えを実行しなかった場合、電圧信号の電圧変化の影響により、電流信号の電流値が第１の電流値Ａ１を超えてしまう。これに対し、上述した第１実施形態の動作例では、タイミングｔ３ａにおける第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２の切換えによって、電流値の上限が第１の電流値Ａ１に維持されるように制御している。
【００２８】
以上のように、第１実施形態に係る通信装置１０によれば、各センサ装置３に送信される電圧信号の電圧が変動しても、制御装置２に送信される電流信号の電流値の変動を抑制でき、電流値を第１の電流値Ａ１または第２の電流値Ａ２に維持することができる。それにより、電流信号に含まれるノイズが低減され、制御装置２での電流信号の誤受信が減少するので、両者２、３間の電圧信号および電流信号の送受信を精度よく実行することができる。
【００２９】
その結果、制御装置２へのセンサ装置３の接続数を増加させることが可能になり、より多くの加速度センサ５による検出結果に基づいて、エアバッグを作動させるか否かの制御装置２による判定の精度を向上させることができる。また、信号の送受信の精度が向上するので、より長い伝送路１１を用いることが可能になり、それにより、センサ装置３の配置の自由度を向上させることができる。
【００３０】
図５は、第２実施形態に係る通信装置１０ａを示している。同図に示すように、本実施形態では、上述した第１実施形態と比較して電流送信器１３の構成が異なっている。以下、第１実施形態と共通する構成には同じ符号を用い、第１実施形態との差異を中心として通信装置１０ａについて説明する。
【００３１】
本実施形態の電流送信器１３のカレントミラー回路１５ａでは、第１実施形態の第２電源部２４、第２スイッチ素子ＳＷ２および両者２４、ＳＷ２間の第２定電流源２５ｂが省略されている。また、第１定電流源２５ａおよび接地部２１の間には、第３スイッチ素子ＳＷ３（電流維持手段）およびｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成された第３トランジスタＴｒ３が、直列に接続されている。
【００３２】
第３トランジスタＴｒ３のドレインは、第３スイッチ素子ＳＷ３および第２トランジスタＴｒ２のドレインに接続され、ソースは接地されている。また、第３トランジスタＴｒ３のドレインおよびゲートが互いに接続されている。また、第３スイッチ素子ＳＷ３は、制御回路１４に接続されており、コンパレータ２２から出力された信号に応じ、制御回路１４によってオン／オフされる。
【００３３】
また、第１スイッチ素子ＳＷ１がオンされ、第３スイッチ素子ＳＷ３がオフされているときには、第１の電流値Ａ１の電流信号が伝送路１１に通電される。また、第１スイッチ素子ＳＷ１がオフされる一方、第３スイッチ素子ＳＷ３がオンされているときには、カレントミラー回路１５ａに入力される第１の電流値Ａ１と伝送路に通電される電流の電流値との比率が変更され、第２の電流値Ａ２の電流信号が伝送路１１に通電される。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。
【００３４】
以上の構成の第２実施形態に係る通信装置１０ａによれば、前述した第１実施形態と同様に、電流信号の電流値をデータ転送のために変動させるときに電圧信号が変化した場合には、電流値の変化を相殺するように、第１および第３スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ３のオン／オフを切り換える。それにより、電圧信号の電圧の変化に伴う電流値の変動を抑制でき、前述した第１実施形態に係る通信装置１０と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
図６は、第３実施形態に係る通信装置１０ｂを示している。同図に示すように、本実施形態では、前述した第１実施形態と比較して、電流送信器１３の構成が異なっている。以下、第１実施形態と共通する構成には同じ符号を用い、第１実施形態との差異を中心として通信装置１０ｂについて説明する。
【００３６】
本実施形態の電流送信器１３のカレントミラー回路１５ｂでは、第２電源部２４、第２定電流源２５ｂ、第１および第２スイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２が省略されている。また、第１電源部２３と接地部２１の間の通電経路に、具体的には第２トランジスタＴｒ２と接地部２１の間に、可変抵抗Ｒ４（電流維持手段）が設けられている。この可変抵抗Ｒ４は、制御回路１４に接続されており、コンパレータ２２から出力された信号に応じ、制御回路１４による制御で抵抗値が変化するように構成されている。具体的には、第１電源部２３から可変抵抗Ｒ４を介して接地部２１に通電される電流の電流値に応じて、伝送路１１に通電される電流信号の電流値が、第１および第２の電流値Ａ１、Ａ２の間で変化するように、可変抵抗Ｒ４が構成されている。他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。
【００３７】
以上の構成の第３実施形態に係る通信装置１０ｂによれば、電流信号の電流値をデータ転送のために変動させるときに電圧信号が変化した場合には、電流値の変化を相殺するように、可変抵抗Ｒ４の抵抗値を変化させる。それにより、電圧信号の電圧の変化に伴う電流値の変動を抑制でき、前述した第１および第２実施形態に係る通信装置１０、１０ａと同様の効果を得ることができる。
【００３８】
なお、上述した各実施形態では、本発明による通信装置を、エアバッグシステム１のセンサ装置３に適用した例を説明したが、これに限定されることなく、電圧および電流による信号の送受信を単一の伝送路で実行する他の通信システムに適用することも可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
２    制御装置（通信対象）
１０    通信装置
１１    伝送路
１２    電圧受信器（電圧検出部）
１４    制御回路（電流維持手段）
１３    電流送信器（電流通電部）
Ｖ１    第１の電圧（伝送路における電圧）
Ｖ２    第２の電圧（伝送路における電圧）
ＳＷ１〜ＳＷ３    第１〜第３スイッチ素子（電流維持手段）
Ｒ４    可変抵抗（電流維持手段）
【図１】
0005660467.tif 000002
【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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