(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散制御システムを初期化する方法であって、前記分散制御システムは、制御装置（５２）、および共通の通信バス（５５）と結合される少なくとも１つのノード（５４）を有し、予め決められたトポロジー（８２）を有し、前記方法は：
前記制御装置から各ノードまでの距離（９４から９８）を調べる段階であって、前記距離は：
前記通信バス上に基準電圧を供給すること（８８）；
前記ノードにおいて前記基準電圧を測定すること（９０）；
測定された前記基準電圧を前記ノードのメモリに格納すること（９０）；
前記通信バス上に基準電流（９６）を供給し、前記通信バスに沿った前記ノードまでの距離の関数として前記通信バス上の前記ノードにおいて距離電圧を生じさせること；
前記メモリに格納された前記測定された基準電圧を用いて前記距離電圧を訂正すること（１１２）；および
訂正された前記距離電圧の関数として距離を求めること；
によって求められ、前記距離は前記予め決められたトポロジーにおける前記ノードの相対的位置を表す、前記調べる段階；および
前記予め決められたトポロジーにおける前記ノードの前記相対的位置に基づき、特定のアドレスを前記ノード（１００から１２４）に割り当てる段階；
を具備し；
前記特定のアドレスが、前記ノードの機能と関連することを特徴とする方法。
【請求項２】
分散制御システムを初期化する方法であって、前記分散制御システムは、制御装置（５２）、および共通の通信バス（５５）と結合される少なくとも１つのノード（５４）を有し、予め決められたトポロジー（２０２）を有し、前記方法は：
経時的に増加する基準電流（２１６）を、前記通信バス上に供給して、前記ノードにおいて距離電圧を生じさせる段階；
前記ノードにおける前記距離電圧（２１８）をモニタする段階；
前記ノードの前記距離電圧がトリガ点（２２０）に達するとき、前記ノードにおいて測定される前記距離電圧が前記トリガ点に達する時間を基準にして、前記ノードにアドレス（２２４）を割り当てる段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３】
共通バス（５５）を有する分散制御システム内で、制御装置（５２）とともに使用されるノード（５４）であって：
前記バスと結合され、前記制御装置から送信された第１信号及び第２信号を測定し、基準信号及び距離信号を生成するアナログ距離判断回路（６４）；
前記アナログ距離判断回路と結合され、前記基準信号及び前記距離信号を格納するメモリ（６８）；
前記アナログ距離判断回路と結合され、前記制御装置（５２）と通信して、前記メモリに格納された前記基準信号及び前記距離信号を前記制御装置に与え、かつ前記制御装置から前記基準信号により訂正された前記距離信号に基づいて割り当てられたアドレスを受け取るノード制御回路（６２）；
を具備することを特徴とするノード。
【請求項４】
共通バス（５５）および該共通バスと結合された制御装置（５２）を有する制御システム内で使用されるノード（５４）であって：
距離電圧を測定するよう構成された測定回路であって、前記距離電圧は、前記制御装置から前記共通バスに供給される経時的に増加する基準電流により生じる、前記測定回路；および
前記測定回路と結合され、前記距離電圧がトリガ電圧に達したことを示す識別情報を前記制御装置に提供しかつ前記制御装置から一意の識別子を受信するよう構成された制御回路；
を具備することを特徴とするノード。
【請求項５】
前記分散制御システムは：
第１ノード（５４）；
第２ノード（５４）；および
前記第１ノードと前記第２ノードとを電気的に結合する配線（５８）であって、前記配線の長さは、前記第１ノードと前記第２ノードとの間の前記配線の抵抗が、予め決められた最低抵抗を上回るように選択される配線（５８）；
を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
分散制御システムにおいて、ノード（５４）の互いの相対的位置を知る方法であって、前記分散制御システムは、制御装置（５２）、および前記ノードと結合される通信バス（５５）を有し、予め決められたトポロジーを有し、前記方法は：
前記ノードに第１信号を送る段階；
各ノードにおいて前記第１信号を測定して、基準信号を生じさせる段階；
各ノードにおいて、前記基準信号をメモリに格納する段階；
前記ノード（９６）に第２信号を送る段階であって、前記第２信号は、前記通信バスの長さに沿った測定信号を生じさせ、前記測定信号は、前記通信バスに沿った前記制御装置からの距離の関数である、前記ノードに第２信号を送る段階； 
各ノードにおいて前記測定信号（９８）を測定する段階；
前記メモリに格納された前記基準信号により前記測定信号を訂正する段階；および
前記訂正された測定信号に基づいて距離標識を生じさせる段階であって、前記距離標識はそれぞれ、各ノードの特定の位置を識別する、前記距離標識を生じさせる段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項７】
少なくとも１個の制御要素を有する分散制御システム内のコントローラ（５２）であって、前記コントローラは、共通バスを介して通信するように対応し、前記コントローラは：
前記共通バス（５５）と結合され、前記共通バス上のノードにおいて、基準電圧を生成する電圧生成回路（１３６）であって、前記共通バス上の前記制御要素において、増分電圧を生成する電圧生成回路（１３６）；および
前記共通バスと結合される通信回路（５９）であって、前記共通バスを介して、前記ノードから前記増分電圧がトリガ電圧に達したことを示す識別情報を受けとり、前記共通バスを介して、１つのアドレスを前記制御要素に割り当てる通信回路（５９）；
を具備することを特徴とするコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、輸送機関で用いられる分散コマンドおよび制御システムに関し、さらに詳しくは、同一の分散通信バスと結合される複数の汎用ノードを含む分散制御システム内において、各汎用「ノード」に一意のアドレスを割り当てる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
輸送業界において、よく生じる問題は、分散通信バス・システムが、多くの汎用ノード (generic node)と電気的に接続できることである。分散通信バスが、多くの汎用ノードを相互接続する場合、分散システム内の各ノードに一意の(unique)アドレスを割り当てることは難しい。ともに相互結合される多くの汎用ノードに一意のアドレス指定を行うことが難しいことから、輸送用途における多くの電気システムでは、各ノードまたは部材を個別にプログラムしてから、システム内に配置する。システム内に配置する前に、各ＩＣまたはノードを変更することによって、各ノードは容易に一意に識別され得るが、こうした利点はコストがかかる。装置が１つのアドレスによってプログラムされてから、組み立てられる場合、ヒューマン・エラーにより、「装置Ａ」としてプログラムされた装置が、「装置Ｂ」を目的とする誤った場所に誤って配置され、誤動作が生じる可能性がある。このような誤動作は、自動車のエアバッグ・システムを試験する場合と同様、容易で費用効果の高い試験を実施できなくする可能性がある。加えて、組立前に個別にアドレス指定された要素を追跡調査する諸経費も、かなりの負担になる可能性がある。例えば、同一の通信バス・システム内に、１６個の汎用要素が要求されると仮定しよう。これらの１６個の要素が汎用要素 (generic parts)である場合には、１６個全部の要素は、互いに交換のきく１つの要素として目録に記載され、保管され、使用されることができる。１６個の汎用要素のそれぞれに、個別にタグを付けなければならない場合、システムの保管，再使用，修理，交換および組立のプロセスは大幅に手間がかかるものになり、ヒューマン・エラーが発生しやすくなる。
【０００３】
組立前に要素に一意のタグを付けることの代替的方法として、要素のために一意に構成されたソケットまたは物理的相互接続を用いて、各汎用要素を一意に識別することもできる。前述したように予めプログラムしておく解決策とは異なる形式ではあるが、短所とリスクは同じである。
【０００４】
また、分散通信バス・システムが回避されて、ポイント・ツー・ポイント通信システムが選ばれる場合もあり、前者では、Ｎ個のノードがそれぞれ、Ｎ個の異なる、かつ相互に排他的な導線のそれぞれ１つによって、中央コントローラと直接結合される。これは、各ノードに一意のアクセスができることを保証するが、この方式には多くの短所もある。このようなＮ個の導電相互接続は、輸送機器の設計においてはすぐに煩雑化する可能性があり、その設計費用も極端に高くなるおそれがある。配線を追加して相互接続を付加すれば、システムまたは自動車の重量を大幅に増加させる。自動車のシャーシ内の相互接続の密度は制限されており、他のより重要な機能のほうが優先される。また、Ｎ個の接続は、１つのＩＣ上でＮ個のピンを必要とする可能性があり、ＩＣの場合、ピンの数は、多くのマイクロコントローラおよびデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）の設計では、厳しく制限される。概して、システム内のノードごとに一意の線を接続するというこの強力な方式は、急速に非現実的になりつつある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、輸送機器業界その他において、分散通信バス・アーキテクチャ、および汎用ノードまたは部材を、共通の通信バス接続を介して相互結合し、なおかつ、汎用部材の一意のアドレス指定またはタグ付けが可能な方法に対して、必要性が存在する。
【０００６】
【実施例】
分かりやすくするため、以下の説明では、本発明の自動車における実施例に焦点を当てる。以下で考察される自動車の実施例は、図１から図１１に示される。本発明は、分散制御およびコマンド・システムを有するいずれの輸送システムにも適用でき、ここに記載される自動車の実施例に限定されることを意図するものではない。本発明の分散コマンドおよび制御システムにおいて、汎用ノードのアドレスを初期化する方法は、１つの特定のノード機能に固有のものではなく、以下に明記されるように、任意の数のシステムを初期化するのにも使用できる。
【０００７】
図１は、従来型輸送電気システム１０を示す。システム１０は、例として、車体システム１２，パワー・トレイン・システム１４を含み、パワー・トレイン・システム１４と車体システム１２との間で選択的通信を可能にするゲートウェイ接続１６を有する。
【０００８】
車体システム１２は、上記のように構成される任意の数のサブシステムを含むことができる。３つの具体的サブシステムが、図１では、エアバッグ・システム１８，ヒーター／ベンチレータ／エア・コンディショナー（ＨＶＡＣ）システム２０およびパワー・シート・システム２２として示される。
【０００９】
図１において、エアバッグ・システム１８は、エアバッグ・システム１８内のすべてのセンサをモニタし、かつシステム１８内のすべてのアクチュエータを制御するために、エアバッグ・コントローラ２４によって構成される。エアバッグ・コントローラ２４は、４個の汎用エアバッグ・アクチュエータ２６と結合される。各アクチュエータ２６は汎用であるので、すべてのアクチュエータ２６が一緒に、１本の共通バス上で結合される場合、ある特定のアクチュエータ２６を一意に選択して、他のすべてのアクチュエータ２６を排除することはできない。これを克服するため、一意かつ排他的な線が、エアバッグ・コントローラ２４と各アクチュエータ２６との間で結合される。別個の導線を用いることにより、エアバッグ・コントローラ２４は、各アクチュエータ２６を、他のすべてのアクチュエータ２６から独立させて制御できる。また、システム１８内では、エアバッグ・コントローラ２４は、２個の汎用衝突センサ２８と直接結合される。
【００１０】
エアバッグ・システム１８は、エアバッグ・コントローラ２４，アクチュエータ２６および汎用衝突センサ２８間を接続するために、大量の配線を必要とする。このような大量の配線のために、製造費用および自動車の重量が増加する。自動車のシャーシのようなシステム内では、とり得る相互接続の密度が制限されることにより、このように大量の配線ができない可能性もある。新規設計では、ハードウェアの大幅な変更が必要となり、設計の再利用が難しくなる場合もある。センサまたはアクチュエータの付加など、機能を付加する新規設計は、コントローラ２４の使用可能なピン数を上回る場合があり、また、ピンの追加により、コントローラ２４のコストも増加する。
【００１１】
図１に示すように、システム１０はまた、分散コマンドおよび制御システムであるＨＶＡＣシステム２０を含む。ＨＶＡＣシステム２０は、ＨＶＡＣコントローラ３０、および共通通信バス３３と接続される５個のアクチュエータ／センサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅを含む。ＨＶＡＣシステム２０が完全に組み立てられるとき、アクチュエータ／センサ３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅは、互いに同一ではないことが識別される。これは、互いに物理的または電気的に異なるソケットを使用して実施することができ、例えば、各ソケットは、異なるアドレス・ピン接続を有して、アクチュエータ／センサ３２Ａから３２Ｅのそれぞれに、異なるアドレスを割り当てるようにできる。このような一意のソケット方式を用いる場合、組立中のヒューマン・エラーにより、ＨＶＡＣシステム２０が機能しなくなる可能性もある。代替的方法では、アクチュエータ／センサ３２Ａから３２Ｅを組立前に電気的にプログラムして、アクチュエータ／センサ３２Ａから３２Ｅがそれぞれ、異なるアドレスを有するようにできる。この場合、アクチュエータおよびセンサ３２Ａから３２Ｅはもはや汎用ではなくなるので、輸送機器の製造者は、５個の独立した部材を追跡し、保管し、調整しなければならない。そのため、ＨＶＡＣシステム２０において図示される方法は、製造プロセスのコストを増加させ、ヒューマン・エラーが起こる機会が増えることによって、ＨＶＡＣシステムが誤動作するリスクを高める。このように複数の異なる部材を含むシステムの修理，交換および再設計も、より面倒になる。
【００１２】
図１はまた、制御およびコマンド・システムであるパワー・シート・システム２２を示し、これは、別個の線を介して、複数の汎用アクチュエータ３６と一意に結合されるパワー・シート・コントローラを有する。図１に示されるシステムの他に、輸送機器設計においては、多くのサブシステムおよび電気的アーキテクチャが存在し、これらは、コストを削減し、相互接続上の複雑性を低減し、重量を低減し、フレキシビリティを高め、ヒューマン・エラーの発生する可能性を低減し、自動車の電気システムの全体的性能を全般に向上させるように、最適化できる。
【００１３】
概して、本発明は、複数の汎用ノードを、１つの通信バス構造に相互接続する方法であって、この場合のノードは、集積回路（ＩＣ）および部材であり，部材はＣＰＵ，センサ，アクチュエータ，スイッチ，またはその他の輸送機器用途に適する電気的、光学的もしくは電気機械的装置を含む。主ノード、すなわち、システムのＣＰＵが、各汎用ノードに一意のアドレスを提供する。このようなアドレス指定は組立後に行われるが、初めてシステムに組み立てられた時には、ノードは汎用だった。１つの実施例によれば、ここに記載される方法およびアーキテクチャは、汎用ノードをツリー構造（図２）で相互接続する。別の実施例では、汎用ノードをリング構造（図３）で相互接続する。本発明は、各汎用ノードを識別する方法を提供し、この場合のノードはすべて、１つの通信バスに沿って相互接続される。
【００１４】
従来技術では、図１のＨＶＡＣシステム２０のように、汎用部材をアドレス指定する難しさは、組み立てる前に、各アクチュエータ３２を異なる部材にすることによって克服された。各アクチュエータ３２は、電気的にプログラムされるか、または物理的に相互接続されて、システム２０内において、他と識別されるようにした。図１のエアバッグ・システム１８は、汎用ノードを差別化する代替的方法を示す。ここで、各汎用アクチュエータ２６は、中央コントローラ２４への排他的接続によって、一意にアドレス指定される。しかしながら、このような相互接続方式は、システムのコストを大幅に増加させ、自動車内部の相互接続の密度を高める。
【００１５】
以下に記載されるシステムおよび方法は、複数の汎用ノードを一緒に、１つの同一共通バスと接続する。接続は、物理的組立の時点で行われる。初期化期間の間に、この方法は、各ノードの、主ノードからの距離を判断する。この判断には、通信バスの長さに沿って、電圧電位，電流の測定，光学的計測，温度の測定，抵抗，またはパラメータの変化を計測して、各ノードの、主ノードからの距離を判断する段階を必要とする可能性がある。
【００１６】
制御装置、および１つの共通通信バスと結合される少なくとも１つのノードを有する分散制御システムにおいて、各ノードが、通信バスに沿った中央コントローラから測定した一意の距離にあるとき、分散制御システムは、予め決められたトポロジー (topology)を有し、当該距離情報が、一意の識別子を提供する。１つの実施例において、アドレスを初期化する方法は、制御装置から各ノードまでの距離を判断し、この距離が、予め決められたトポロジーにおける当該ノードの相対的位置を表す段階、および予め決められたトポロジーにおける当該ノードの相対的位置に基づき、当該ノードに特定のアドレスを割り当てる段階を含む。測定は、各ノードにおいて実施され、測定情報が格納される。主ノードは、測定情報に基づき、各ノードにアドレスを割り当てる。この測定情報は、誤りを訂正するように調整することもできる。このようにして、輸送機器用途でしばしば用いられるような、複数の汎用ノードを有するサブシステムが、汎用ノードを相互接続する１つの通信バスを用いる形で設計される。
【００１７】
１つの通信バスしか使用しないことにより、製造コストを低減させるのみならず、相互接続の密度が低減して、自動車の重量が低減する。このような設計を用いると、システムへの新しいノードの追加が、より容易に実現できる。また、汎用ノードを用いて設計することが可能となり、これにより、要素が製造中、容易に追跡されて、修理および交換のために交換可能となる。また、通信バスと接続されるすべてのノードは汎用なので、システムに要素を誤って配置することによるヒューマン・エラーが排除される。以上をまとめると、各ノードの一意の距離を用いて、分散システム内でアドレスを割り当てることにより、従来技術に比べて大きな利点を提供する。自動車での用途が第１の用途と見られるが、家庭用配線、電気通信など、他にも多くの分散システムが、この技術からメリットを受ける可能性がある。
【００１８】
図２は、本発明により用いることができる汎用ノードを有する分散システムの１つの型を示す。図２のネットワークは、通信バス４１が、閉じた形状をとらない１本の配線であるので、ツリー状ネットワークと称される。図２は、主ノード４０を示し、このノードは、電子制御装置（ＥＣＵ），デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ），マイクロプロセッサ，マイクロコントローラ装置（ＭＣＵ），カスタム集積回路もしくはこれに類する中央処理装置（ＣＰＵ）またはその組合せとすることができる。主ノードは、ノード４２の動作を制御し、ノード４２間の通信を調整する。図２では、ノード４２はすべて汎用部材であり、中央通信バス４１と結合される。
【００１９】
通常、ノード４２は、同一の機能要素として購入される。中央通信バス４１は、任意の通信バス・プロトコルを用いて動作し、１つまたは複数の導線を含むことができるが、輸送機器の通信バス規格に従って動作することが望ましい。ノード４２は、通信バス４１の物理的長さに沿ったその位置を除けば、互いに識別不可能な汎用装置である。１つの通信バスに沿って、複数の型のノードを有することができることに注意されたい。システム内部の各ノード４２の機能は、その位置によって判断される。例えば、エアバッグ・システムが、図２のように構成される場合には、各ノード４２は、特定の位置にあるアクチュエータとすることができる。この場合、運転席のサイド・エアバッグに配置されるノード４２は、ステアリング・ホィールのエアバッグ内に配置されるノード４２とは異なる刺激に応答する。ノード４２は、エアバッグまたはステップ・モータをファイアリング（fire）するのに用いられるスキブ（squib）などのアクチュエータ，加速度計または圧力変換器などのセンサ，通信装置，その他のマイクロコントローラ（ＭＣＵ），ＤＳＰ，スイッチ，または任意の相互接続ネットワークに沿ったその他のノードとすることができる。
【００２０】
図３は、リング状構成と称される代替的分散システムを示したもので、通信バス４３と接続される主ノード３１を有して、リングを形成する。ついで、複数の汎用ノード４２が、図３に示されるように、通信バス４３と結合される。図２と同様、主ノード３１は、ノード４２の動作を制御する、および／またはノード４２をモニタする中央コントローラまたはなんらかのインテリジェント装置である。ノード４２は、通信バス４３上での物理的配置が、各ノード４２ごとに異なることを除けば、すべて汎用装置である。１つの通信バスに沿って、複数の型のノードを有することができることに注意されたい。例えば、アクチュエータとセンサが、１つの通信バスに沿って構成されることも予期される。
【００２１】
図２および図３において、汎用ノード４２は、通信バス４１または通信バス４３に沿ったその位置，距離または近接度を知り、これを用いることによって、一意のタグ付け、または一意の識別が可能である。それぞれの通信バス４１，４３に沿った、主ノード４０，５０からの距離が同じノードは２つとない限りにおいて、各ノード４２は個別に識別でき、一意のアドレスが個別に与えられて、図２および図３のシステム内の各汎用ノードに一意かつ個別にアクセスして、他のすべてのノードを排除できる。また、このアドレスと、システム内でのノード４２の位置は通常、輸送機器の用途における当該装置の機能と関わりがある。例えば、主ノード３１が、運転席側のダッシュボードに配置される場合には、運転席のフロント・エアバッグが、主ノード３１に最も近い装置となる可能性が高い。しかしながら、車両後部の衝突センサは、運転席側のダッシュボード内にある主ノード３１からは最も遠い位置にある可能性が高い。そのため、主ノード３１は、設計上の構造を知ることによって、最も近いと位置判断されるノードを、運転席のフロント・エアバッグとしてアドレス指定し、最も遠いと位置判断されるノードを、例えば、後部衝突検出器としてアドレス指定および、使用することが可能である。以上をまとめると、主コントローラが、輸送機器の通信バス設計のレイアウトまたはトポロジーを知る場合には、ノードの距離は、当該ノードの機能と容易に相互関連づけることができる。
【００２２】
図４から図１０は、（１）図２から図３の設計により、通信バス４１，４３の１つまたは複数に沿った汎用ノードの配置をどのように決定できるか、および（２）通信バス上での距離が判断された後に、その機能を明示する一意のアドレスを、どのように汎用ノードに割り当てるかについて示す。
【００２３】
図４は、自動車のシャーシの周囲に物理的に配置される、自動車のエアバッグ電気システム５０を示す。図４は、エアバッグ電子制御装置（ＥＣＵ）５２を示し、これは、図２および図３の主ノード４０，５０それぞれと類似する。図４のエアバッグＥＣＵ５２は、図３に示されるような１つのリング状通信バス５３、およびそれぞれ図２に示されるような２つのツリー状通信バス５５，５７と結合される。
【００２４】
ＥＣＵ５２において、図４の左側から始まって、リング状通信バス５３に沿って時計回りに進むと、リング状通信バス５３は最初に、２個のアクチュエータ５４を相互接続し、これらは、図２および図３のノード４２と類似する。図４の最初の２個のアクチュエータ５４は、乗客用フロント・エアバッグの配備を制御する。2個のアクチュエータ５４は、1個のエアバッグを動作するために用いられ、この場合、１つの実施例によれば、１個のアクチュエータが、低速の衝突に反応してエアバッグをトリガする一方、他アクチュエータまたは両方のアクチュエータは、より高速の衝突の際に使用される。ここで、これらのアクチュエータは、ワイヤ・ループ５８によって分離される。
【００２５】
図４に示すように、任意の数のアクチュエータ５４が、ワイヤ・ループ５８によって同様に分離される。ワイヤ・ループ５８は、通信バス５３の長さを増加して、２個の密接した間隔のアクチュエータ５４の間を距離を有効に拡げる。このようにして、ＥＣＵ５２からノードまでの距離が、ＥＣＵ５２によって正確に測定され、識別できる。各アクチュエータ５４はついで、一意の距離によって一意に識別されることができ、この一意の距離は、ＥＣＵ５２内に組み込まれた電子システムの距離検出エラーを起こす距離を優に超える。ループ５８は、少なくとも約１５センチメートルの配線によって、通信バスと結合された２個の隣接するアクチュエータを分離するよう確保すべきであることが、最新の技術を利用した実験から判明している。このような分離によって、各アクチュエータを、コントローラから一意の距離を持つように位置付けることができ、各アクチュエータの位置はついで、通信バス５３に沿った、他のすべてのアクチュエータの位置とは、一意に識別される。他の実施例および他のシステムも、各ノードを識別可能にする長さの配線を組み込むことができる。すなわち、コントローラの測定エラーおよび動作エラーを起こす可能性がある距離を上回る最低アクチュエータ間距離を提供する。
【００２６】
通信バス５３に沿って反時計方向に進み続けると、ワイヤ・ループ５８によって分離される２個のアクチュエータ５４が、図４の中央上部に配置され、車の助手席用の１個または複数のサイド・エアバッグを制御する。リング状通信バス５３に沿って時計方向に続けて進むと、もう１つのワイヤ・ループ５８によって分離される２個のアクチュエータ５４が、右後部座席用サイド・エアバッグを制御するのに使用される。通信バス５３に沿って、図４の下部へと時計方向に進み続けると、通信バス５３は、ループ５８によって分離される２個のアクチュエータ５４と結合し、これらのアクチュエータは、左後部座席用のエアバッグを１つまたは複数制御する。なおも時計方向に進み、２個以上のアクチュエータ５４と、間隔が近接しているアクチュエータの間にあるワイヤ・ループ５８とが、運転席のサイド・エアバッグの制御を可能にする。エアバッグＥＣＵ５２に向かって時計方向に進み続けると、最後の２個のアクチュエータ５４と別のワイヤ・ループ５８とが、最後の２個のアクチュエータを動作的に結合するために用いられ、運転席のフロント・エアバッグを制御可能にする。図４から分かるように、アクチュエータ５４，ワイヤ・ループ５８およびリング状通信バス５３が、図３に示されるようなリング状通信バス・アーキテクチャを実現する。
【００２７】
図４はまた、通信バス構造５５，５７を示し、これらはそれぞれエアバッグＥＣＵ５２と結合される。通信バス５５は、前部座席５６と後部座席５６の両方にあるシートベルト・プリテンショナ・アクチュエータ５４と、左後部座席用のフロント・エアバッグを制御する。同様に、ツリー状通信バス構造５７も、前部座席５６と後部座席５６用の２個シートベルト・プリテンショナ・アクチュエータ５４と、右後部座席用の第２のフロント・エアバッグを制御する。これらのツリー構造５５，５７は、図２に示される一般的なツリー構造と似通っている。
【００２８】
通信バス５３に戻って、エアバッグＥＣＵ５２は、通信バス５３上の各アクチュエータ５４の位置を一意に判断する。アクチュエータ５４間にループを選択的に位置づけることにより、間隔が狭すぎて、互いに識別できないアクチュエータ間の距離を拡げる。ＥＣＵ５２は、システムの予め定められたトポロジーに関する情報を有する。ＥＣＵ５２はついで、エアバッグＥＣＵ５２からの距離に基づいて、各アクチュエータ５４にアドレスを割り当てる。１つの実施例によれば、この距離は、単一方向で測定されることに注意されたい。各アクチュエータ５４に一意のアドレスが与えられたなら、各アクチュエータ５４は、エアバッグＥＣＵ５２によって、個別にアドレス指定され、制御され、診断テストおよびモニタが実施されることができる。同じことは、ツリー状通信バス５５，５７に沿ったすべてのアクチュエータ５４に対しても当てはまる。各アクチュエータが、これらの通信バス５５，５７の距離に沿って、一意に配置されたなら、これらの通信バス上のアクチュエータ５４には、一意のアドレスを与えることができ、後続の動作，モニタおよび診断補修のために、一意に識別できる。
【００２９】
図４に示される自動車のエアバッグへの適用は、本発明を組み込む分散コマンドおよび制御システムの１つの模範である。リング状とツリー状の両方の型のシステムが考慮される。代替的実施例では、これらの型を組み合わせるか、または他の型のコマンドおよび制御分散方式を実現することができる。
【００３０】
図５は、ツリー状通信バス構造５５または５７をより詳細に示し、ノード５４と、図４のエアバッグ電気システム５０のＥＣＵ５２とを含む。より具体的には、図５のエアバッグＥＣＵ５２は、ＥＣＵ通信装置５９および電流・電圧源装置５８を含み、これらはそれぞれ通信バス５５と結合される。図４と図５のシステムが初めて組み立てられるときには、システム内の汎用ノード５４には一意のタグが付けられない。起動時に、電流・電圧源装置５８が用いられて、通信バス相互接続５５または５７に沿った各ノード５４の距離を識別する。ついで、ＥＣＵ通信装置５９が、通信バス５５上の各ノード５４に、一意のアドレスを与える。ノード５４にこれら一意のアドレスを与えた後は、通常の動作モードが自由に開始され、このモードでは、各ノードは、アドレスによってアクセスされる。初めて輸送システムにインストールされたときは、通信バス５５と接続される各ノード５４が、他のすべてのノード５４に対して識別不可能な汎用構造だったとしても、通常の動作モードでは、制御情報，モニタ情報および診断情報に、一意のタグが付けられ、通信バス５５と接続される個々のノード５４に伝達される。
【００３１】
１つの自動車のエアバッグの実施例によれば、図４と図５の各ノード５４は、通信回路および（巡回冗長符号（ＣＲＣ）検査装置のような）誤り検査回路６０を含む。各ノードはまた、ノード・アドレス初期化装置６１およびスキブ制御装置６６を含む。通信回路装置６０は、前述したように、ノード５４とＥＣＵ通信装置５９との間で情報の双方向通信を可能にする。図５のシステムが、初期化動作モードにあるとき、通信回路装置６０は、派生デジタル・シリアル距離データを、ＥＣＵ通信装置５９に与えることができる。また、通信回路装置６０は、ＥＣＵ通信装置５９から、距離データの通信に応答して、ノード５４に伝達される一意のアドレスを受け取って、適切に経路設定する。また、通常の動作モード中、データ，アドレスおよびＣＲＣデータは、インタフェース６０によって、逐次、入力としてラッチされ、逐次出力するためにラッチされる。最小限として、通信回路６０は通常、アドレス・ビットを収集するためのシリアル・シフト・レジスタ，適切にアドレス指定されたデータを収集するためのシリアル・シフト・レジスタ，および通信バスにシリアル・データ出力を提供するためのデータ・レジスタ（データ収集レジスタと同じ場合がある）を有する。通常の動作モードの間、通信回路６０と共に示されるような誤り検査回路、またはＣＲＣ検査もしくはその他の型の誤り検出および／または訂正回路が使用されて、エアバッグＥＣＵ５２とノード５４との間の伝送エラーによって、エアバッグの安全システムが誤作動（例：事故が起きていないときに、エアバッグを起動する）しないように確保する。
【００３２】
アナログ距離判断回路６１は、コントローラ６２，ランダム・アクセス・メモリ（RAM）６８，不揮発性メモリ部分７０，Ａ／Ｄコンバータ６４および電圧調整器７２を含む。コントローラ６２は通常、ノード５４の動作を制御する（例：ノードを通常の動作モードまたは初期化動作モードの状態にする）。ノード５４が最初に立ち上げられると、コントローラ６２は、Ａ／Ｄコンバータ６４に、初期化動作モードが開始されることを知らせる。初期化動作モードの間に、電流および電圧源装置５８は、通信バス５５に沿って電圧および／電流信号を送り、これにより、Ａ／Ｄコンバータ６４は、時が経つと、ある一定のデジタル値を導出できる。初期化プロセスの間、コネクタ７４が一時的に、通信バス５５と結合されて、通信バスを短絡または「閉ループ」にさせて、初期化プロセスの電流駆動距離を判断することに注意されたい（図７参照）。これら或る特定のデジタル値は、コントローラ６２を介して、RAM６８に送られる。これらのデジタル値に関する具体的な算定および提供と、通信バス５５上の距離を判断する際の重要性については、次の図７に関して詳述する。
【００３３】
個々のデジタル距離値が、RAM６８内にいったん格納されると、コントローラ６２はついで、これらの距離値を、通信回路６０を介して、ＥＣＵ通信装置５９に返す。ＥＣＵ装置５２が、装置５４の全部からすべての距離情報を受け取ると、ＥＣＵ５２は、装置５６からのアドレスを、図５のシステムの各ノード５４内にあるすべてのコントローラ６２に渡す。一意のアドレスが渡される動作の間、各ノード５４には、コントローラ６２によって以前RAM６８内に一意の識別子として格納された距離値を使用して、ＥＣＵ通信装置５９によって、一意のタグが付けられる。すなわち、図５のシステム内の各ノード５４は、RAM６８内に格納された異なる距離値を有し、これらの異なる距離値は、アドレス初期化プロセスの間に、ある１個のノード５４をアドレス指定して、他のすべてのノード５４を排除するように使用できる。ノード５４が、装置５６からノード５４へと再伝送された距離値によって一意に識別されたなら、ＥＣＵ通信装置５９は一意のアドレス値を与え、当該被選択ノード５４の通信装置６０のみがこのアドレス値を受け取る。コントローラ６２は、それぞれの一意のアドレスを、図５の不揮発性メモリ部分７０に送る。このようにして、各ノード５４には、逐次、一意のアドレスが与えられる。
【００３４】
不揮発性メモリ７０は、１個または複数の強誘電性埋込形ＤＲＡＭ，電気的に消去書込み可能読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）またはこれらに類する不揮発性記憶装置である。不揮発性メモリ７０内部で使用するように、あるアドレスが得られたなら、コントローラ６２は、Ａ／Ｄコンバータ６４に非活動化するように知らせ、図５のシステム全体はここで、完全なアドレス指定機能を有して、通常の動作モードに入ることができる。通常の動作モードでは、ＥＣＵ通信装置は、アドレス，データ，誤り検査情報を含む情報パケットを通信バスに送ることができる。パケットのアドレスと不揮発性メモリの内容とを比較することによって判断できるような一意のタグが、パケットによって付けられる１個のノード５４のみが、データ情報を処理する。そのため、図５のシステム内のすべての汎用ノード５４は、図５に示されるアーキテクチャを使用することにより、一意にタグが付けられる。
【００３５】
図５は、図４の通信バス５５および／または５７のツリー構造を示すが、図６は、図４の通信バスのリング状構造を示す。概して、図６のアーキテクチャは、いくつかの小さな変更はあるものの、図５のアーキテクチャに類似している。図５は、図５の通信バス６２を短絡させるために、外部に接続されたコネクタ７４に依存し、電流に基づく距離検出動作を実施する。図６では、リング状アーキテクチャであることから、スイッチ装置７６が、エアバッグＥＣＵ５２において使用されて、通信バス５３を閉ループする。閉ループ動作は、初期化中、システム内部で必要とされるが、これについては、図７から図８を考察すれば、明かになろう。
【００３６】
図７から図８は、図５および／または図６の構造を初期化する方法を教示する相互接続されたフローチャートを示す。概して、図７から図８は、電圧および電流の処理を用いて、通信バス構造５３または５５に沿った各ノード５４の物理的に一意の距離を識別可能にする技術を示す。各ノードについてこの距離がノード自体によって判断されたなら、距離値は、ノード５４からエアバッグＥＣＵ５２に伝達される。この距離情報は、ＥＣＵ５２によって処理され、一意の距離がそれぞれ、一意のアドレスに割り当てられる。ついで、これら一意のアドレスが各ノード５４に与えられ、ノードは、ノード５４によって以前に伝送された一意の距離情報によって、一意のアドレスを与えるようにアドレス指定される。各ノード５４が一意のアドレスを受け取ると、一意のアドレスは、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）に格納されて、ノード内でのアドレス指定に恒久的に用いられる。この時点で、他のすべての汎用ノード５４に一意のアドレスが与えられ、これにより、通常の動作が、各ノード５４によって開始され、通信バス・システム内で一意にアドレス指定可能となる。
【００３７】
図７から図８の方法は、図７の段階８２において、エアバッグ・システムのトポロジーを定義することによって始まる。すなわち、自動車の設計者は、各通信バスと結合されるアクチュエータの数，使用される通信バス・アーキテクチャの型（リング状もしくはツリー状、またはその両方），通信バスの距離に沿ったアクチュエータの位置／距離に従った、各通信バス上のアクチュエータの機能（例：最も近いアクチュエータは、フロント・エアバッグであり、中央のアクチュエータは前部座席のプリテンショナ，通信バス上で最も遠いアクチュエータは、自動車の事故を検出する衝突加速度計である）を定義する。輸送システムの組立，初期化および動作の前にトポロジーを定義することが重要である。それは、ＥＣＵ５２内のソフトウェアの一定のパラメータを、トポロジーに従ってプログラムして、適切な初期化および動作が行えるようにする必要があるからである。例えば、初期化の目的のためには、ＥＣＵ５２は、どのくらい多くのノード５４が、通信バスと接続されるか正確に知ると便利であるかもしれない。通信バスと接続されるノードの具体的数が把握されたなら、ＥＣＵ５２は、いくつかの重要なノードのアドレス初期化を抜かすことなく、より効率的な初期化動作を実施できる。また、ＥＣＵ５２が、距離が１からＮまでランク付けられるＮ個のノードが存在することを判断したなら、ＥＣＵ５２は、各アクチュエータがその相対的位置において、どのような機能を果たすか知ることが有用であろう。どの位置のアクチュエータが乗客用エアバッグ・スキブを表すか、また、どの位置のアクチュエータが運転席のエアバッグ・スキブを表すか、システムが知らなければ、最も近いアクチュエータおよび最も遠いアクチュエータが何であるかを知っていても、ほとんど役に立たない。いかなる場合においても、異なるトポロジーを実現するのに必要なＥＣＵ５２内のソフトウェアへの変更は最小限に抑え、通常、ＥＣＵ５２のソフトウェア内での、１つまたは２から３個の変数の変更にとどめる。
【００３８】
エアバッグ・システムのトポロジーが、段階８２で定義された後、エアバッグ・システムは、段階８４によって組み立てられる。すなわち、段階８４は、アクチュエータ５４，主ノードＥＣＵ５２および配線を、図２から図４の中の１つまたは複数の図に示される電気システムに組み立てる。段階８４で、システムがいったん組み立てられると、ＥＣＵ５２が、段階８６において、段階８２のトポロジーに従ってプログラムされる。段階８６では、ＥＣＵは、段階８２のトポロジーに従ってプログラムされて、前述したように、システムの効率的な初期化と動作を可能にする。例えば、ＥＣＵ５２は、通信バス・システム内に６個のアクチュエータが存在し、この中で最も近い２個のアクチュエータが、助手席用エアバッグであり、次に近い２個のアクチュエータが、サイド・エアバッグであり、最も遠い２個のアクチュエータが、後部座席用のシートベルト抑制（restraint）装置であることを知らされる。システム内のアクチュエータの数と、通信バスに沿った距離の関数で表された所望の動作を知ることによって、ＥＣＵは、これらの汎用アクチュエータに対して、効率的かつ正しい初期化動作を実施できる。ＥＣＵ５２のプログラミングに加え、システム内のすべてのアクチュエータ，通信バスおよびＥＣＵ装置に対して、段階８６において、電源が投入される。
【００３９】
段階８８において、図５または図６の電流および電圧源５８が、初期化を必要とするそれぞれの通信バス５３または５５に沿って、基準電圧（Ｖref）を提供する。この時点で、図５のコネクタ７４は、システムには接続されておらず、図６の閉回路装置７６は、図６のリング状通信バス５３の端部が接続解除されるように制御される。この状態にあるとき、通信バス内に供給される基準電圧は、漏れ電流による大きな電流損失はないと仮定して（図７の方式にとって安全かつ正確な仮定）、システム内の全ノード５４に供給される電圧と同じであることが望ましい。漏れ電流がほとんど或いは全くない状態では、図５と図６のシステム内で結合されるＮ個全部のノード５４における電圧Ｖ１および電圧ＶＮはそれぞれ、装置５８によって供給されるのと同じ入力電圧を登録すべきであり、Ｖ１＝Ｖ２＝...＝ＶＮ＝Ｖrefとなる。ノード５４は立ち上げられたばかりなので、図５と図６のコントローラ６２は、Ａ／Ｄコンバータ６４に対して、初期化モードが現在開始されていることを知らせる。Ａ／Ｄコンバータは、各ノードの基準電圧（Ｖ１..ＶＮ）を、デジタル電圧基準（Ｖref）値に変換して、デジタルに変換されたこの結果を、コントローラ６２を介して、RAM６８内に格納する。そのため、図５と図６のＮ個のノードはそれぞれ、それぞれの入力基準電圧値に対応するデジタル値を、RAM６８の中に格納することができる。
【００４０】
各ノード５４内のRAM６８の中に格納されるデジタルＶref値は、極めて重要な役割を果たす。たとえ、各ノード５４に印加されるアナログＶref電圧が、等しいか、またはほぼ等しい場合でも、各ノード内の各Ａ／Ｄコンバータ６４と各電圧調整器７２は、不完全で不一致のアナログ装置である。Ａ／Ｄコンバータ６４と電圧調整器７２は、ノードごとに変化し、異なる温度によって変化し、固有の非線形性を有し、各ノード５４を、他のすべてのノード５４とは若干異なるものにする可能性がある。このような非線形性および固有の誤りをシステムから除去するため、図７の方法では、基準電圧（Ｖref）が使用される。RAM装置６８内に格納されるデジタルＶref値は、ＥＣＵ通信装置５９が、システムから非線形性を後で排除できるようにして、これにより、１つのノードにおける非線形性（位置の判断に悪影響を与える可能性がある）を、ＥＣＵ５２を介して、問題点として排除でき、これにより、システム内の各ノードの距離判断が、格段に正確なものとなる。そのため、図７の段階９０は、距離の誤りを訂正する目的のために、各ノードのRAM位置６８に、デジタルＶref値を格納する。
【００４１】
段階９０の後、段階９２は、電流および電圧源５８からの電圧基準信号の供給を遮断することによって、Ｖref記録段階の終わりを合図する。このＶref終了期間は、初期化アルゴリズムのデジタルＶref記録部分が終了したことを全部のノード５４に伝達するために実施される。通常、段階９０では、全部のノード５４が適切に処理され、Ｖrefが段階９２において遮断される前に、デジタルＶref値を格納しておくのを確保するのに十分な時間が与えられる。
【００４２】
段階９４において、エアバッグ通信バス５３および／または５５は、電流源８から出力として供給されるソース電流（sourced current）を用いて、距離ループ測定を実施するように構成される。図５の場合に、必要な閉ループ構成を動作可能にするには、通信バス６２にコネクタ７４を設けて、通信バス６２の両方の信号を一緒に短絡して、ループ構造を形成する。コネクタ７４は、抵抗装置またはワイヤ・ループとして単純化できるが、７４はまた、高度な診断電子機器を含むこともできる。２つ以上の通信バス信号が発生する場合には、ループは、通信バス上のあらゆるノードと接続される任意の２つの信号（例：電源と接地，信号と接地，信号と電源など）を閉路（close circuit）するしか必要ない。図６のリング状構成の場合、図７の段階９４を達成するには、オプションの抵抗装置を介して、リング状通信バス５３の両方の信号を一緒に互いに短絡するように、装置７６内の回路に知らせる。このため、段階９４では、外部に接続されたコネクタ７４または内部的に制御される装置７６のいずれか１つが、それぞれの通信バス構造上において、閉ループ接続を形成する。
【００４３】
段階９４において、閉ループ接続が通信バス上で形成されたなら、電流および電圧源装置５８は、図５と図６の１つまたは複数における閉ループ通信バス５３または５５を介して、固定基準電流（Ｉ）を単一方向に伝達する。通信バスは、単位長さ当りの抵抗値を有するので、通信バス接続を介して、各ノードが受ける抵抗は、装置５８とノード５４との間に接続される配線の距離と線形に比例する。すなわち、通信バス５３または５５に沿って、電流および電圧源装置５８により近いノード５４は、電流および電圧源装置５８から遠く離れた位置にあるノードとは異なる電圧を受ける。具体的な例として、図５の電圧Ｖ１は、電流および電圧源装置５８と物理的に最も近い差動ノード電圧であり、差動電圧値１００ミリボルト（ｍＶ）を有する可能性があるのに対して、電流および電圧源装置５８から最も遠くに位置するノード５４は、約１５ミリボルト（ｍＶ）の差動ＶＮを有する可能性がある。各ノードが受けるこのように異なる電圧は、各ノードの距離電圧またはＶdistと呼ばれる。最も近いノード５４と最も遠いノード５４の間に位置するいずれのノードも、通信バスの距離に比例して、異なるＶdist電圧値を有し、Ｖdistは、上記の例では、高い電圧値の１００ｍＶと、低い電圧値１５ｍＶの間にある。
【００４４】
段階９８において、コントローラ６２は、段階９２から９４の合図に応答して、整定時間の間待機し、ついで、各ノード５４内のＡ／Ｄコンバータ６４に対して、このアナログ距離電圧（Ｖdist）の変換値を記録するように、かつ、結果として得られるデジタル距離電圧（Ｖdist）を、以前格納したデジタルＶref値と共に、RAM６８内に格納するように知らせる。そのため、装置５８に最も近いノード５４は、RAM６８内に、１００ミリボルトにほぼ等しいデジタルＶdist値を格納するのに対して、システム内の最も遠いノード５４は、１５ミリボルトにほぼ等しいデジタルＶdist値を、RAM６８内に記録する。通信バスに沿って、近接して結合される２個の隣接ノードは、Ｖdistが２から３ミリボルトしか違わない可能性があることに注意されたい。このような場合、ノード５４内のアナログ回路間の非線形性，プロセスの違いおよびこれに類する固有の変動の結果、最も近いノードが５０ｍＶ、最も遠いノードが５１ｍＶと間違って測定される可能性がある（図５から図６の具体的実施例では、最も近いノードは、最も遠いノードを上回るＶdistを有することに留意されたい）。しかしながら、Ｖdistのこのような誤りは、Ｖref値によって定量化でき、Ｖref値を使用して、誤りのＶdist値を、「真の」または「訂正されたＶdist値」に「訂正」できる。各RAM６８内のＶref値とＶdist値を組み合わせることにより、各ノード５４は、ＥＣＵ通信装置５９によって一意に識別可能となるが、これは、同じＶdist値とＶref値を有するノードは２つとないからである。すなわち、ノード５４内のＶref値とＶdist値の組合せによって、ＥＣＵ装置５６は、通信バスに沿ったそれぞれの距離に従って、ノード５４を正確に組織化でき、ＥＣＵ装置５６は、システム内の各ノードを一意に識別できる。
【００４５】
１つの形式において、Ｖref値とＶdist値は、個々のノードによって処理されて、一意に処理された値を生じ、この一意に処理された値が、各ノードの一意のアドレスとなる。ノードが一意のアドレスを割り当てたなら、ＥＣＵには、どのようなアドレスか知らされる。別の形式では、Ｖdist値とＶref値は、より強力なＥＣＵ５２に伝達されて、ＥＣＵが、Ｖdist値とＶref値を数学的に処理して、Ｖdist値とＶref値を、一意のノード識別子として再度伝達することによって、各ノードに一意のアドレスを与えられるようにする。この第２の形式は、図７の残りの段階で詳しく記載される。
【００４６】
各ノードが段階９８における適切な処理を実施するのに十分な長さの時間が経過した後、段階１００が開始する。段階１００では、図５のコネクタ７４が、通信バス５５から外されるか、および／または図６の装置７６が動作不能となって、通信バス５３および／または５５を、通常の開ループ構成に戻す。また、電流および電圧源５８は、段階１００において動作不能となり、通信バス５３および／または５５との結合が切り離される。本質において、エアバッグ通信バスは、通常の構成に戻すように変換されて、各ノード５４が、各RAM６８からのＶdist値とＶref値を、各ノード内の通信回路６０を介して、ＥＣＵ通信装置５９に伝達できるようにする。通信回路６０は、シリアル通信装置、または共通バスを介した通信に対応する他の型の装置を含めることができることに注意されたい。
【００４７】
ノード５４からのＶdist値とＶref値を、ＥＣＵ装置５２に伝達することは、図７の段階１０２によって開始される。段階１０２では、各ノードは、RAM６８からのＶdist値とＶref値をＥＣＵ通信装置５９に伝送するのを開始するランダムな時間を設定する。このような通信を可能にするため、各ノード５４は、各ノードごとに異なる可能性が高いランダムな時間の間待機し、ついで、ＲＡＭ６８からのＶdist値とＶref値を、コントローラ６２を介して、通信回路装置６０に提供する。すなわち、各ノードは、カウンタにランダムな時間を設定して、このランダムな時間を用いて、カウンタをタイムアウトする（それぞれのランダムな時間は、統計的に、すべてのノードで大半の時間異なるものにすべきであるが、２つの時間が近すぎたり、等しかったり、または重複する場合には、以下に概説する技術を用いて、衝突を補償できることに注意されたい）。ランダムな時間が、特定のノード５４においてタイムアウトしたなら、当該特定ノードの通信回路６０は、ＶrefとＶdist情報を、ＥＣＵ通信装置５９に連続して提供し始める。ＥＣＵ通信装置は、ＣＲＣ検査合計を用いて、各ノード５４から提供されるすべての情報に基づいて処理を行い、各ノード５４のＶrefとＶdistの情報を適正に受け取るように確保する。ノード５４は、通信バス５３および／または５５について、通信回路装置６０を介して、通信バスのコンテンションの有無をモニタすることによって、情報が適切に伝達されたかどうかを自ら判断することができる。伝送側のノード５４の通信回路６０が、通信バスのコンテンションを検知せず、ＥＣＵ通信装置５９が適切なＣＲＣ検査合計計算を実施する場合には、情報は、段階１０２において、ノード５４から通信装置５９へと適切に伝達され、初期化のための再伝送を必要としない。
【００４８】
しかしながら、２つ以上のノード間の伝送では、なんらかの衝突が、統計上ときどき発生する場合がある。このため、ＥＣＵ通信装置５９と通信回路装置６０は、段階１０６の間、絶えず、通信バス５３および／または５５について、通信バスのコンテンションの有無をチェックしている。１つまたは複数のノード５４が、ＶrefまたはＶdist値の伝送中に、衝突を検知する場合には、衝突を経験する各ノードは、あらたにランダム遅延時間を生成し（段階１０４参照）、ついで、さらなるランダムな時間がタイムアウトした後、ＶdistおよびＶref情報を再び伝達するように試みる。どのくらい多くの衝突が初期化ごとに発生するかについては、はっきりしておらず、またランダムであるが、従来の統計解析によれば、ノード５４はすべて、ＥＣＵ通信装置５９に衝突またはエラーを生じることなく、１秒を遥かに下回る妥当な時間で、ＶdistおよびＶref情報をランダムに伝達できることが明かとなっている。
【００４９】
ＥＣＵ通信装置５９は、段階８２で定義されるシステムのトポロジーを理解している。そのため、ＥＣＵ通信装置５９は、どのくらいの数のノード５４が、通信バス５３および／または５５上に存在するかを知っている。したがって、ＥＣＵ通信装置は、Ｎ個のノード全部のＶref値とＶdist値のすべての組合せが適正に受け取られるまで、適正なランダムな時間、待機する。ＥＣＵ５２が、システムに対しＮ個未満しか正しい伝送を受け取らない場合には、ノイズにより障害が発生し、ノードが通信バスのコンテンションまたはエラーに気づかなかった可能性があり、Ｎ個全部ノードが、ＣＲＣエラーなしに、ランダムな順序で受け取られるまで、全部のノードの再伝送が再び開始されなければならない。
【００５０】
このようにランダムな間隔（通信バスのコンテンションとノイズ・エラーの関数である）を空けた後、ＥＣＵ通信装置５２は、ＶrefとＶdistのすべてのデジタル・データの対が受け取られ処理されるよう確保される。そのため、段階１０８と１１８は、有効なＶdist情報とＶref情報のＮ個の対すべてが、完全に装置５６によって受け取られるまで、ＥＣＵ通信装置５９によって実施される。VrefとＶdistのＮ個の対すべてが、システム内のＮ個のノード５４のすべてについて受け取られると、図７の段階１１２が実施される。段階１１２では、数学的計算が、装置５６により、Ｖdist値とＶref値を用いて行われて、電圧の変動，性能の変動，処理の変動，Ａ／Ｄ非線形性その他の誤りおよび／または固有の誤り／Ｖdistの原データとの違いを除去して、訂正されたＶdistデータを生じる。
【００５１】
このような補正のための数学的計算が実施された後、図８の段階１１４が実施される。段階１１４では、ＥＣＵ通信装置５９が、訂正されたＶdist値すべてを大きい順または小さい順に整列する。ＥＣＵ通信装置５９には、段階８２において、システムのトポロジーが知らされるので、エアバッグ・システムは、どの装置がシステム内で最も近い装置であるかということと、それが果たす機能、どの装置がシステムで次に近い装置であるかということと、それが果たす機能．．．というように識別し、最後に、システム内で最も遠い装置が、位置と機能によって識別される。以上をまとめると、段階１１４において、整列が実施された後、ＥＣＵ５２は、どのノード５４にどのアドレスを与えるべきか（段階１１６参照）を判断でき、装置５２は、通信バスおよび／または５５に沿った距離に鑑み、システム内のそれぞれアドレス指定されたノード５４によって実施される機能を判断できる。
【００５２】
このため、訂正されたＶdist値が大きさによって整列されたなら、図８の段階１１６が実施されて、機能および／または距離に従って、一意のアドレスを各ノード５４に割り当てる。図８の段階１１８では、ＥＣＵ通信装置が、通信バス５３または５５に沿って、Ｖref値とＶdist値の対を連続して伝達する。これらのＶref値と、未訂正もしくは元のＶdist値は、ノード５４の全部の通信回路によって収集される。全ノード５４の中の１個のノード５４のみが、そのRAM６８の中に以前格納されていた情報と符合するＶref値と未訂正のＶdist値を受け取る。ついで、次に伝送される一意のアドレスを受け取って、他のすべてのノード５４を排除するようにしなければならないことを、この１個のノード５４は、コントローラ６２から通知される。未訂正のＶdist情報とＶref情報の後に一意のアドレスが続き、Ｖdist値とＶref値によって識別される１個のノード５４のみが、通信回路６０を介して、一意のアドレスを受け取る（段階１２２参照）。段階１２２では、選択されたノード５４の不揮発性メモリのみに、一意のアドレスが書き込まれる。
【００５３】
段階１１８から１２４は、Ｎ個の一意のアドレスすべてが、通信バスと接続されるＮ個すべてのノードに適切に送られて、ＣＲＣ検査が実施されるまで、Ｎ回繰り返される。アドレスＣＲＣ動作中に障害を経験するノードは、後で、ＥＣＵ５２に、Ｖref情報とＶdist情報を再び伝達して、このような誤りにフラグを立ててＥＣＵ５２に送ることができる。当該１個のノード５４に対してＣＲＣエラーのフラグが付けられると、ＥＣＵは、一意のアドレスがすべて、ノード５４によってＮＶＭ７０内に適切に格納されるまで、もう一度一意のアドレスを伝送できる（必要に応じて、Ｖrefおよび元のＶdistとともに）。すべての装置５４に、一意のアドレスが与えられて、適切なＣＲＣ検査が実施された後、一意のアドレスはそれぞれ、各ノード５４の不揮発性メモリ７０の中に格納される。一意のアドレスがＮＶＭに格納された後、通常の動作モードが開始し、これにより、輸送システムは、ＥＣＵ装置５６を用いて、動作，後の再初期化，診断モニタリングなどのために、サブシステム内の汎用ノード５４のいずれかを一意に識別することができる。
【００５４】
図９は、図５に示される通信バス構造１０の代替的実施例を示す。図５と図９の中の、汎用もしくは実質的に構造および／または機能が似通っているすべての要素は、汎用参照番号で示される。図９と図５の１つの大きな違いは、図５の電流および電圧源５８が、図９では電流ランプ源（current ramp supply）１３４と置き替えられていることである。また、図５の外部に接続されたコネクタ７４は、外部に接続されたより複雑な基準電圧源（Ｖref）１３６に置き換えられる。これらの違いに加え、図５のアナログ距離判断回路６１は、図９のノード・アドレス初期化装置１３５とは異なる。図５では、装置６１は、初期化中にＡ／Ｄコンバータ６４を利用し、通信バス６２の長さに沿った、ノード５４の物理的位置または距離を一意に判断する。図９では、ピーク・ホールド（peak and hold）装置１３２が、図５のＡ／Ｄコンバータ６４内の電圧調整器７２と置き換わる。代替的実施例によれば、サンプル・ホールド装置が実現できる。
【００５５】
図５と図９との構造上の違いはわずかのように見えるが、この違いが方法に与える影響は大きい。図５と違って、図９では、基準電圧源１３６は、通信バス６２に沿って基準電圧（Ｖref）を提供し、電流ランプ１３４は、電流を供給しない。この時点で、各ノード１５４は、ピーク・ホールド装置１３２内のコンデンサの中に、トリガ電圧を格納し、この電圧は、装置１３６によって提供される基準電圧に比例する。そのため、各ノード５４は、それぞれの装置１３２の内部に、ほぼ同じトリガ電圧を格納する。
【００５６】
この時点で、回路１３４内の電流ランプ回路は、ゼロ・アンペアから、予め決められたアンペア・レベルへと、電流をランプ（ramp）し始める。各ノード５４へと露出される通信バスの抵抗長さが異なるので、各ノード５４の差動電圧値Ｖ１からＶＮは、電流が線形にランプするに伴って、異なる率で変化する。すなわち、通信バスの抵抗長さがより大きいノードは、通信バスの抵抗がより少ないノードよりも、電圧の変化が急激になり、電流のランプが進むに伴って、ノードの電圧Ｖ１からＶＮの開きが大きくなり／拡散し始める。１つの実施例では、電圧Ｖ１がトリガ電圧に達してから、他のノード電圧Ｖ２からＶＮが、トリガ電圧に達する。この時点で、ピーク・ホールド装置１３２は、第１のＶ１ノード５４について、トリガ電圧に達したことを通知し、コントローラ１３０にこの事象（event）を知らせる。第１Ｖ１ノード５４のコントローラ１３０はついで、信号をＥＣＵに送る。この信号を送る１つの方法は、通信回路装置６０を介して、通信バス６２を短絡させ、これにより、ＥＣＵ通信装置５９が、通信バス上の電気的な短絡回路変化を検知するというものである。
【００５７】
この時点で、装置１３４を介した電流ランプ動作が停止し、ＥＣＵ通信装置５９は、一意のアドレス値を被選択Ｖ１ノード５４に伝送して、不揮発性メモリの場所７０に格納する。ＣＲＣ動作により検証された有効なアドレスを受け取った後、当該被選択ノード５４のコントローラ１３０は、ピーク・ホールド装置と通信バスとの接続を終了させ、関与およびさらなる電流ランプ動作を停止する。次の電流ランプ動作はついで、最も新しくプログラムされたノードへと進み、それ以前にアドレスがプログラムされたすべてのノードは、ランプ動作に関与しない。この新しい電流（Ｉ）ランプにおいて、以前にアドレス指定されたすべてのノードが排除されることから、次のランプ動作は、システム内の次に遠いノードを検知し、このノードの電圧Ｖｎ（ｎは１からＮの間の整数）は、ピーク・ホールド回路１３２において、トリガ電圧に達する。システム内のすべてのノードが、通信バスに沿ったノードの位置／距離に基づいたアドレスによって、逐次プログラムされるまで、このように一度に１つのノードずつの逐次トリガが続く。
【００５８】
図１０は、図９の動作と似通ったシステムを示すが、図１０は、図９のツリー状構成ではなく、図６のリング状構成を使用する。図１０のリング・アーキテクチャにおいて、図９の電流ランプ・プロセスを実現するため、電圧基準源装置（voltage reference source）１３６は、チップ上で電流ランプ回路１３４と一緒の位置に移動される。ついで、通信バス６０が、電流ランプ回路１３４と電圧基準源装置１３６との間にリングを形成する。図５と図６の場合と同様、図９と図１０のシステムは、構造が極めて似通っており、方法も極めて似通っている。そのため、図９に関する記述は概ね、  図１０の記述にも適用され、装置１３６は、図９のように外部で制御されるのではなく、ＥＣＵ５２によって内部的に制御される。
【００５９】
図１１は、図４に示される輸送機器用途で使用されるときに、図９と図１０のシステムに従って使用できる動作方法を示す。図１１の方法２００において、段階２０２から２０６は、図７から図８の段階８２から８６と似通っており、実質的に同様である。図１１では、段階２０８は、初期化モードに入って、装置１３６を介して、エアバッグ・システムの通信バス上に、基準電圧（Ｖref）を供給する。前述のように、段階２０８の間、通信バスに沿って電流が流れず、これにより、すべてのノード５４は、漏れ電流がごくわずかであると仮定して、同一の基準電圧を受けることが望ましい。段階２１０では、図９と図１０に示されるシステム内のすべてのノードが、トリガ電圧を格納し、この電圧は、端子の両端の基準電圧（Ｖref）の関数である。このトリガ電圧は、回路１３２内の、コンデンサまたはこれに類似する要素／システムの中に格納される。
【００６０】
基準電圧が、各ノード５４のピーク・ホールド装置１３２内部のコンデンサの中に格納されたなら、段階２１２は、例えば、Ｖrefを遮断することによって、Ｖref格納段階の終わりを合図して、ノード５４に対して、初期化の次の段階が始まることを合図する。段階２１４では、装置１３６からのＶref電圧がもう一度立ち上げられ、トリガが検知されるまで、装置１３４からの電流出力は、電流なしの状態から、段階２１６では最大初期化電流へとランプされる。固定電圧１３６の存在と電流１３４の変化は、あらゆるノード５４の差動電圧が、異なる率で変化することを保証するもので、これは、これらのノードが、抵抗性の通信バス・インタフェースにおいて異なる位置に配置されるからである。
【００６１】
段階２１８において、各ノードは絶えず、差動入力の両端の電圧を、以前格納されたトリガ電圧と比較し、後者は、段階２１８のＶref電圧の関数である。各ノード５４は、通信バスから異なる抵抗を受けるので、電流ランプによって、Ｖ１からＶＮの１個のノードの差動入力電圧が、他のすべてよりも先に、トリガ点に達する。そのため、電流のランプにより、１つの被選択ノード５４は、他のすべてのノード５４がこの値に達する前に、ピーク・ホールド装置１３２内に格納されたトリガ電圧に達する。この被選択ノードは、システム内の装置１３４，１３６の配置に依存して、ＥＣＵ５２から最も近いノードまたは最も遠いノードとすることができ、図１１の段階２２０における被選択ノードにあたる。
【００６２】
被選択ノードが決定されたなら、被選択ノード５４のコントローラ１３０は、それぞれのインタフェース６０を介して、通信バスを短絡させる。ＥＣＵ５２は、通信バスのこの短絡を検知して、段階２２２で、エアバッグ・システムの通信バスを、通常の構成に再構成する。通信バスを短絡させた後、被選択ノードのコントローラは一意のアドレスを受け取るように通信回路を構成するが、トリガされない他のすべてのノード５４は、アドレスの通信を無視する。図１１の段階２２４はついで、ＥＣＵ通信装置５９からの一意のアドレスを、システム内のトリガされた１個のノード５４に提供する。この一意のアドレスは、１個のトリガ／選択されたノード５４によってのみ受け取られ、この一意のアドレスは、被選択ノードの各不揮発性メモリ７０の中に格納される。
【００６３】
段階２２６において、選択ノードが、初期化状態から外されて、かかる被選択ノード５４のピーク・ホールド回路１３２は、通信バスとの結合が外されて、これ以上電流ランプ動作に関与しない。アドレスがプログラムされたノードは、ＥＣＵ５２が、「初期化終了」データ・パケット・シーケンスを、通信バス上のすべてのノード５４に送出するまで、通信バスの動作を無視する（すなわち、ランプ初期化動作およびその他のすべての動作）。被選択ノード５４へのアドレスの伝達が、被選択ノードの装置６０において検出されたＣＲＣ障害によって、失敗する場合には、被選択ノード５４は、通信バスを短絡させることによって、ＥＣＵ５２に、かかる事象を知らせることができることに注意されたい。通信バスが、アドレスの伝達の間、または次のランプ・プロセスを開始する初期段階の間に、早く短絡されすぎたことを、ＥＣＵ５２が通知する場合には、ＥＣＵ５２は、最後に選択されたノード５４にアドレスを再度伝達しなければならないことを知る。このようなハンドシェーキングは、アドレスが、被選択ノード５４内に正しくプログラムされるまで、或いは初期化動作がタイムアウトして、システムがノード５４をプログラムできないことによるエラー・メッセージを送るまで、繰り返し行われる。別の実施例では、受理が完了し、適切である場合には、受理通知を、装置６０から送ることができ、装置６０が受理通知を起動しない場合には、システム内に、情報を再度送出できる。
【００６４】
段階２２８において、ＥＣＵ通信装置５９は、段階２０６から、システムの構造を知っており、システム内の他のいずれかのノードが、アドレス指定されないままになっているかどうか判断する。ノードが、アドレス指定されないままになっている場合には、システム内のあらゆるノード５４が、順次トリガされて、ＥＣＵ５２から、一意のアドレスが逐次与えられるまで、段階２０８から２２８が繰り返される。システム内の最後のノード５４に、一意のアドレスが与えられ、すべてのＣＲＣ値がエラーを示さない場合には、図１０の段階２３０によって、通常の動作モードに入り、これにより、各ノード５４は、通信バスに沿って、ＥＣＵ５２から送出される開始データ・パケットによって、「初期化無視」状態から「開始（awakened）」状態になる。これで、図９から図１０のシステム内の全部のノード５４が、システム内の一意のアドレスに応答するようになる。
【００６５】
本発明を具体的実施例を参照して説明し図解してきたが、本発明をこれら図解された実施例に限定することを意図するものではない。当業者は、本発明の意図および範囲から逸脱することなく、変形およびバリエーションが可能であることを認識しよう。そのため、本発明は、添付請求の範囲に属するすべてのバリエーションおよび変形を包含することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  技術上公知の方法で構成された多くの電気サブシステムを含む輸送機器の電気システムのブロック図である。
【図２】  本発明により、輸送システム内の複数の汎用ノードを相互結合する一方、各ノードに対して個別に一意のアドレス指定を実施するのに使用できるツリー状通信バス・システムのブロック図である。
【図３】  本発明により、輸送システム内の複数の汎用ノードを相互結合する一方、各ノードに対して個別に一意のアドレス指定を実施するのに使用できるリング状通信バス・システムのブロック図である。
【図４】  本発明により、自動車の設計に従って空間的に方向づけられる自動車のエアバッグ・システム５０のトップ・ダウン概略図である。
【図５】  本発明による具体的なツリー状構造のエアバッグ自動車サブシステムのブロック図である。
【図６】  本発明による具体的なリング状構成のエアバッグ自動車システムのブロック図である。
【図７】  本発明により、一意のアドレスによって、図４から図６のノードを構成する方法を、相互接続フローチャートで示す。
【図８】  本発明により、一意のアドレスによって、図４から図６のノードを構成する方法を、相互接続フローチャートで示す。
【図９】  本発明により、図５および図６に既に示されるシステムのそれぞれの代替的実施例をブロック図で示す。
【図１０】  本発明により、図５および図６に既に示されるシステムのそれぞれの代替的実施例をブロック図で示す。
【図１１】  本発明により、図７から図８に既に示される方法の代替的方法をフローチャートで示す。
【符号の説明】
３１，４０  主ノード（他のノードと同じではない）
４１  通信バス
１  ノード
２  通信バス
５０  自動車のエアバッグ・システム
５２  エアバッグＥＣＵ
５３  リング状通信バス
５４  ノード
５５  ツリー構造
５６  前部座席，後部座席
５７  ツリー構造
５８  ワイヤ・ループ（図４），電流および電圧源（図５）
５９  ＥＣＵ通信装置
６０  誤り検査回路／通信回路
６１  ノード・アドレス初期化装置
６２  コントローラ
６４  Ａ／Ｄコンバータ
６６  スキブ制御
６８  ＲＡＭ
７０  不揮発性メモリ
７２  電圧調整器
７４  コネクタ
７６  閉路装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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