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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kommunikationsvorrichtung mit
einer Master-Einrichtung und mehreren Slave-Einrichtungen, die durch
eine Mehrzahl von Nachrichtenbussen in Daisy-Chain-Manier miteinander
verbunden sind.
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In
letzter Zeit sind viele Fahrzeuge mit Insassenschutzvorrichtungen
ausgerüstet,
um einen Insassen zum Zeitpunkt einer Kollision zu schützen. Beispielsweise
schließt
eine solche Insassenschutzvorrichtung eine Insassenschutzvorrichtung
ein, wie sie in Safe-by-Wire Automotive Safety Restraints Bus Specification
Version 1.0 definiert ist. Die Insassenschutzvorrichtung umfaßt eine
Mehrzahl von Sensoren, Nachrichtenbussen und eine elektronische
Steuervorrichtung. Jeder aus der Mehrzahl von Sensoren schließt einen
Schalter ein und ist durch einen Nachrichtenbus in Daisy-Chain-Manier
mit der Steuerung verbunden. Zum Zeitpunkt der anfänglichen
Einstellung werden die Schalter in den Sensoren sequentiell angeschlossen,
um die Adressen für
alle Sensoren sequentiell einzustellen, basierend auf Adreßdaten, die
seriell von der Steuerung übertragen
werden. Wenn die anfängliche
Einstellung vollendet ist, werden verschiedene Daten seriell zwischen
der Steuerung und der Mehrzahl von Sensoren übertragen. Weil die Adressen
wie so beschrieben zum Zeitpunkt der anfänglichen Einstellung eingestellt
werden können,
besteht kein Bedürfnis
dafür,
eine Adresse speziell für
jeden Sensor vorab einzustellen. Das ist deshalb vorteilhaft, weil
die Sensoren auf einer gemeinsamen Basis benutzt werden können.
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Um
die Adressen zum Zeitpunkt der anfänglichen Einstellung einzustellen
und nach der anfänglichen
Einstellung verschiedenen Daten seriell zu übertragen, schließt die Steuerung
für jeden
Nachrichtenbus eine Kommunikationsschaltung ein. Es ist in hohem
Maße vorzuziehen,
alle Sensoren über
einen einzigen Nachrichtenbus mit einer einzigen Kommunikationsschaltung
zu verbinden, weil so eine einfache Gestaltung ge schaffen werden
kann. In der Praxis muß jedoch
in den meisten Fällen
wegen zeitlicher Beschränkungen
bei der Datenübertragung zwischen
der Steuerung und den Sensoren und Beschränkungen bei der Verdrahtung
der Nachrichtenbusse des Fahrzeugs eine Mehrzahl von Sensoren jeweils über getrennte
Nachrichtenbusse mit der Steuerung verbunden werden. Aus diesem
Grunde wird die Anzahl der Nachrichtenbusse erhöht. Als Ergebnis erhöht sich
auch die Zahl der Kommunikationsschaltungen. Das erschwert es, die
Kosten einer Insassenschutzvorrichtung gering zu halten. Es erschwert
es auch, eine Insassenschutzvorrichtung mit geringer Größe zur Verfügung zu
stellen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kommunikationsvorrichtung
zu schaffen, die die Verdrahtung vereinfacht, indem die Anzahl der
Kommunikationsschaltungen verringert wird, ohne daß die Einstellung
der Adressen von Slave-Einrichtungen beeinflußt wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfaßt eine
Kommunikationsvorrichtung eine Master-Einrichtung, eine Mehrzahl
von Nachrichtenbussen und eine Mehrzahl von Slave-Einrichtungen, über die
serielle Daten übertragen
werden. Die Master-Einrichtung besitzt eine Kommunikationsschaltung,
um darüber
serielle Daten zu senden und zu empfangen. Über die Nachrichtenbusse werden
die seriellen Daten übertragen.
Die Slave-Vorrichtungen sind in Daisy-Chain-Manier mit der Kommunikationsschaltung über zugeordnete
Nachrichtenbusse verbunden, um serielle Daten zur Kommunikationsschaltung
zu senden und von dieser zu empfangen. Die Master-Einrichtung besitzt
weiter eine Nachrichtenbusverbindungsschaltung um sequentiell die
Mehrzahl der Nachrichtenbusse mit der Kommunikationsschaltung zu
verbinden. Die Kommunikationsschaltung stellt zum Zeitpunkt einer
anfänglichen
Einstellung Adressen für
die Slave-Einrichtungen über die
Mehrzahl von Nachrichtenbussen ein und sendet und empfängt danach
unter Anwendung der eingestellten Adressen serielle Daten an die
Mehrzahl von Slave-Einrichtungen bzw. von diesen.
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Vorzugsweise
verbindet die Master-Einrichtung einen der Nachrichtenbusse durch
die Nachrichtenbusverbindungsschaltung mit der Kommunikationsschaltung,
um eine Adresse für
eine der in Daisy-Chain-Manier mit einem der Nachrichtenbusse verbundene
Slave-Einrichtungen zu adressieren, und verbindet sequentiell einen
anderen der Nachrichtenbusse um sequentiell Adressen für eine andere
der in Daisy-Chain-Manier mit dem anderen der Nachrichtenbusse verbundenen
Slave-Einrichtungen einzustellen, nachdem die Adresse für die eine
der Slave-Einrichtungen eingestellt wurde.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
gehen deutlicher aus der folgenden Beschreibung hervor, die unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erfolgt. In diesen zeigt:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Kommunikationsvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Blockschaltbild der Kommunikationsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform;
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3 ein
Blockschaltbild von Slave-Sensoren der Kommunikationsvorrichtung
nach der ersten Ausführungsform;
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4 ein
Blockschaltbild einer Kommunikationsvorrichtung nach einer zweiten
Ausführungsform
der Erfindung;
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5 ein
Blockschaltbild einer Kommunikationsvorrichtung nach einer dritten
Ausführungsform der
Erfindung und
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6 ein
Blockschaltbild einer Kommunikationsvorrichtung nach einer vierten
Ausführungsform der
Erfindung.
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Die
Erfindung wird nun mehr im Detail unter Bezugnahme auf bevorzugte
Ausführungsformen
beschrieben, bei denen die Kommunikationsvorrichtung in ein Airbagsystem
zum Schutze eines Fahrzeuginsassen einbezogen ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Indem
zunächst
auf 1 Bezug genommen wird, schließt eine Airbagvorrichtung 1 (Kommunikationsvorrichtung)
eine Airbag-ECU 100 (Master-Vorrichtung oder elektronische
Steuerung) ein, sowie Nachrichtenbusse 101 bis 104,
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 (Slave-Einrichtungen
oder Sensoren), einen Frontairbag 111 für den Fahrersitz, einen Frontairbag 112 für den Beifahrersitz,
Seitenairbags 113 und 114 und Curtain-Airbags 115 und 116 für die Seitenscheiben.
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Die
Airbag-ECU 100 dient zum Aufblasen des Airbags 111 für den Fahrersitz,
des Airbags 112 für
den Beifahrersitz, der Seitenairbags 113 und 114 und
der Curtain-Airbags 115 und 116 auf
der Basis der von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110a und
einer internen, innerhalb der ECU 100 vorgesehenen Sensorvorrichtung 110f (2)
ermittelten Beschleunigung. Die Airbag-ECU 100 ist im wesentlichen
in der Mitte des Fahrzeugs angeordnet.
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Die
Nachrichtenbusse 101 bis 104 sind Signalleitungen
zum Anlegen von Spannungen von der Airbag-ECU 100 an die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 und zur
Ermöglichung
des Sendens und des Empfangs von Befehlen und Daten zwischen der Airbag-ECU 100 und
den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110.
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Die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 dienen zur
Feststellung der Beschleunigung an jedem Teil des Fahrzeugs und
zum Übertragung
der festgestellten Ergebnisse über
die Nachrichtenbusse 101 bis 104 in Beantwortung
von Datenabfragen durch die Airbag-ECU 100. Die Slave-Sensoreinrichtung 105 dient
zur Ermittlung einer Vorwärts-
und Rückwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs und ist im rechten, vorderen Teil des Fahrzeugs positioniert. Die
Slave-Sensoreinrichtungen 106 und 107 dienen der
Ermittlung einer seitwärts
gerichteten Beschleunigung des Fahrzeugs und sind in der Nähe einer C-Säule bzw.
einer B-Säule
auf der rechten Fahrzeugseite angeordnet. Die Slave-Sensoreinrichtung 105 und
das Paar der Slave-Sensoreinrichtungen 106, 107 sind in
Daisy-Chain- Manier über
den Nachrichtenbus 101 bzw. den Nachrichtenbus 102 mit
der Airbag-ECU 100 verbunden. Die Slave-Sensoreinrichtung 108 dient
der Ermittlung einer Vorwärts-
und Rückwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs und ist auf der linken Seite des Fahrzeugs positioniert.
Die Slave-Sensoreinrichtungen 109 und 110 dienen
der Ermittlung einer seitwärts
gerichteten Beschleunigung des Fahrzeugs und sind in der Nähe einer
C-Säule bzw.
einer B-Säule
auf der linken Fahrzeugseite angeordnet. Die Slave-Sensoreinrichtung 108 und
das Paar der Slave-Sensoreinrichtungen 109, 110 sind
in Daisy-Chain- Manier über
den Nachrichtenbus 103 bzw. den Nachrichtenbus 104 mit
der Airbag-ECU 100 verbunden.
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Wie
in 2 gezeigt, schließt die Airbag-ECU 100 eine
Leistungsversorgungsschaltung 100a ein, sowie eine zentrale
Steuerschaltung 100b, Kommunikationsschaltungen 100d,
eine Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e, eine interne
Sensorvorrichtung 100f und eine Zündschaltung 100g.
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Die
Leistungsversorgungsschaltung 100a dient dem Anlegen einer
für die
Aktionen der zentralen Steuerschaltung 100b, der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e und der internen
Sensorvorrichtung 100f geeigneten Leistungsversorgungsspannung
durch Umwandeln einer über
einen Zündschalter 2 zugeführten Ausgangsspannung
einer Batterie 3. Eine Eingangsklemme der Leistungsversorgungsschaltung 100a ist über den
Zündschalter 2 mit
einer positiven Klemme der Batterie 3 verbunden und eine
negative Klemme der Batterie 3 ist an der Fahrzeugkarosserie
geerdet. Eine Ausgangsklemme der Batterie 3 ist mit jeweils
einer Leistungsversorgungsklemme der zentralen Steuerschaltung 100b, der
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d, der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e und
der internen Sensorvorrichtung 100f verbunden.
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Die
zentrale Steuerschaltung 100b ist mit jeder der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d, der
Busverbindungsschaltung 100e, der internen Sensorvorrichtung 100f und
der Zündschaltung 100g verbunden.
Die zentrale Steuerschaltung 100b dient der Sammlung der
Beschleunigungsdaten von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 über die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
verarbeitet die Daten zusammen mit Beschleunigungsdaten von der
internen Sensorvorrichtung 100f zur Feststellung, ob jeder
der Airbags 111 bis 116 aufgeblasen werden soll
oder nicht, und steuert die Zündschaltung 100g auf
der Basis des Feststellungsergebnisses. Die zentrale Steuerschaltung 100b gibt einen
Steuerbefehl an die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e aus,
um die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e zu steuern,
wenn die anfängliche
Einstellung unmittelbar nach dem Beginn der Aktion ausgeführt wird.
Befehle zur Einstellung der Adressen für die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 werden
an die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d ausgegeben.
Die Befehle zur Einstellung der Adressen dienen zur Einstellung
einer speziellen Adresse für
jede der Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110.
Wenn die anfängliche
Einstellung vollendet ist, gibt die zentrale Steuerschaltung 100b Anforderungsbefehle
zur Datenübertragung
für die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 an
die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d aus.
Die Anforderungsbefehle zur Datenübertragung bestimmen die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 unter Nutzung
ihrer Adressen, um von ihnen die Datenübertragung anzufordern. Auf
der Basis der von den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d ausgegebenen
Beschleunigungsdaten von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 und
der von der internen Sensorvorrichtung 100f ausgegebenen
Beschleunigungsdaten wird bestimmt, ob jeder der Airbags 111 bis 116 aufgeblasen
wird oder nicht. Des weiteren wird auf der Basis des Ergebnisses
der Bestimmung ein Zündsignal
an die Zündschaltung 100g ausgegeben.
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Die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d dienen
zum Anlegen der Energieversorgungsspannung an die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 durch
die Nachrichtenbusse 101 bis 104 und zum Senden
und Empfangen der Befehle zum Einstellen der Adressen, der Antworten
auf die Befehle zum Einstellen der Adressen, der Anforderungsbefehle
für die
Datenübertragung
und der Beschleunigungsdaten an die und von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110.
Jede der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d besitzt
eine Eingabe-/Ausgabe-Schnittstelle. Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d legen über die
Nachrichtenbusse 101 bis 104 die Leistungsversorgungsspannung
an die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110.
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Wenn
die anfängliche
Einstellung unmittelbar nach dem Start der Aktion durchgeführt wird, überlagern
die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d die
von der zentralen Steuerschaltung 100b ausgegebenen Befehle
zum Einstellen der Adressen für
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 auf
die Leistungsversorgungsspannung und übertragen seriell die Befehle
synchron mit einem intern erzeugten Takt. Die Befehle zum Einstellen
der Adressen werden beispielsweise durch Spannungsänderungen
dargestellt und haben den Wert 1 oder 0, was durch das Verhältnis zwischen
einem hohen Niveau und einem niedrigen Niveau während einer Taktperiode bestimmt
wird. Außerdem
werden seriell von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 übertragen
Antworten an die zentrale Steuerschaltung 100b ausgegeben
Des weiteren werden die seriell von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 übertragenen
Antworten an die zentrale Steuerschaltung 100b ausgegeben.
Die Antworten an die Befehle zum Einstellen der Adressen werden
beispielsweise durch Spannungsänderungen
dargestellt und haben den Wert 1 oder 0, was abhängig davon bestimmt wird, ob
ein Stromniveau höher
ist als ein vorgegebener Wert oder nicht, wenn nach den Beginn einer
Taktperiode eine halbe Periode vergangen ist.
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Wenn
die anfängliche
Einstellung vollendet ist, überlagern
die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d die
von der zentralen Steuerschaltung 100b ausgegebenen Befehle
zum Einstellen der Adressen für
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 auf
die Leistungsversorgungsspannung und übertragen seriell die Befehle
synchron mit dem Takt. Die Befehle zur Anforderung der Datenübertragung sind
insoweit den Befehlen zur Einstellung der Adressen ähnlich,
als sie einen Wert 1 oder 0 aufweisen, der durch eine Spannungsänderung
bestimmt wird. An die zentrale Steuerschaltung 100b werden
Beschleunigungsdaten seriell von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 synchron
mit dem den nachfolgenden Befehlen zur Anforderung der Datenübertragung
ausgegeben. Die Beschleunigungsdaten sind insofern den Antworten
auf die Befehle zur Einstellung der Adressen ähnlich, als sie einen Wert 1
oder 0 aufweisen, der durch eine Stromänderung bestimmt wird. Die
Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d sind
entsprechend durch die Nachrichtenbusverbin dungsschaltung 100e mit
den Nachrichtenbussen 101 bis 104 verbunden. Die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d sind mit
der zentralen Steuerschaltung 100b verbunden.
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Die
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e dient zur Verbindung
der Nachrichtenbusse 101 und 102 mit der Kommunikationsschaltung 100c und zur
Verbindung der Nachrichtenbusse 103 und 104 mit
der Kommunikationsschaltung 100d auf der Basis von Steuerbefehlen,
die von der zentralen Steuerschaltung 100b ausgegeben werden,
Die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e schließt Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i,
Busschalter 100j und 100k und eine Busschaltersteuerschaltung 100l ein.
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Die
Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i sind
Verdrahtungen, die normalerweise die Nachrichtenbusse 101 und 103 für die Kommunikationsschaltungen 100c bzw. 100d verbinden.
Die Busschalter 100j und 100k sind beispielsweise
Schaltelemente zur Verbindung der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d.
Die Busschalter 100j und 100k sind mit den Eingabe-/Ausgabe-Schnittstellen der
Kommunikationsschaltungen 100c bzw. 100d an ihrem
einen Ende und mit Übertragungsleitungen und 104b der
Nachrichtenbusse 102 bzw. 104 an ihrem anderen
Ende verbunden. Die Busschaltersteuerschaltung 100l dient
der Steuerung des An- und Abschaltens der Busschalter 100j und 100k auf
der Basis von Steuerbefehlen, die von der zentralen Steuerschaltung 100b ausgegeben
werden. Eine Eingabeschnittstelle des Busschaltersteuerschaltung 100l ist
mit der zentralen Steuerschaltung 100b verbunden und Ausgabeschnittstellen
der Schaltung 100l sind mit Ansteuerungsschnittstellen
der Busschalter 100j und 100k verbunden. Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
die Busschalter 100j und 100k und die Busschaltersteuerschaltung 100l sind
gemeinsam als Teile einer integrierten Schaltung gestaltet.
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Die
interne Sensorvorrichtung 100f ist in der Airbag-ECU 100 vorgesehen
und stellt eine Vorwärts-
und Rückwärtsbeschleunigung
des Fahrzeugs fest und gibt sie an die zentrale Steuerschaltung 100b aus.
Die Zündschaltung 100g ist
mit der zentralen Steuerschaltung 100b und jedem der Airbags 111 bis 116 verbunden.
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Die
Nachrichtenbusse 101 bis 104 sind Verdrahtungen
zur Übertragung
von zwischen der Airbag-ECU 100 und den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 zu übermittelnden
Befehlen und Daten. Die Nachrichtenbusse 110 bis 104 schließen Vergleichsleitungen 101a bis 104a und Übertragungsleitungen 101b bzw. 104b ein.
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Die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 werden nun
detaillierter beschrieben. Weil die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 in
ihrer Gestaltung identisch sind, erfolgt die Beschreibung unter Bezugnahme
auf die 3 für die Slave-Sensoreinrichtung 106,
die in Serie mit der Slave-Sensoreinrichtung 107 angeschlossen
ist. Wie in 3 gezeigt, umfaßt die Slave-Sensoreinrichtung 106 einen
Busschalter 106a, einen Sensor 106b und eine Kommunikationsschaltung 106c.
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Der
Busschalter 106a dient zur Verbindung der stromauf von
ihm mit der Slave-Sensoreinrichtung 105 verbundenen Übertragungsleitung 102b mit der
stromab von ihm angeordneten Übertragungsleitung 102b.
Der Busschalter 106a wird auf der Basis eines Befehls von
der Kommunikationsschaltung 106c eingeschaltet, um die
von der Kommunikationsschaltung 100c der Airbag-ECU 100 gelieferte
Leistungsversorgungsspannung an die stromab von ihr gelegene Slave-Sensoreinrichtung 107 anzulegen. Der
Schalter überträgt außerdem einen
Befehl zur Einstellung einer Adresse und einen Datenübertragungsbefehl,
die von der Kommunikationsschaltung 100c übertragen
werden, auf die stromab von ihm gelegene Slave-Sensoreinrichtung 107.
Zudem überträgt der Schalter
von der stromab von ihm gelegenen Slave-Sensoreinrichtung 107 eine
Rückmeldung zu
dem Befehl zur Einstellung einer Adresse und Beschleunigungsdaten
auf die Kommunikationsschaltung 100c. Ein Ende des Busschalters 106a ist
mit der stromauf von ihm angeordneten Übertragungsleitung 102b verbunden,
und ein anderes Ende des Schalters mit der stromab von ihm gelegenen Übertragungsleitung 102b.
Die Ansteuerungsklemme ist mit der Kommunikationsschaltung 106c verbunden.
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Der
Sensor 106b dient zur Ermittlung der Beschleunigung und
gibt Beschleunigungsdaten an die Kommunikationsschaltung 106c aus.
Der Sensor 106b ist mit der Kommunikationsschaltung 106c verbunden.
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Die
Kommunikationsschaltung 106c dient dem Anlegen der Leistungsversorgungsspannung am
Sensor 106b und zum Aussenden und zum Empfang des Befehls
zur Einstellung einer Adresse, der Rückmeldung zum Befehl zur Einstellung
einer Adresse, des Befehls zum Anfordern einer Datenübertragung
und der Beschleunigungsdaten zu und von der Airbag-ECU 100.
Die Kommunikationsschaltung 106c versorgt den Sensor 106b mit
der von der Kommunikationsschaltung 100c übertragenen
Leistungsversorgungsspannung. Zum Zeitpunkt der anfänglichen
Einstellung empfängt
die Kommunikationsschaltung 106c den Befehl zur Einstellung
einer Adresse, der seriell von der Kommunikationsschaltung 100c übertragen
wird und auf der Basis der so eingestellten Adresse feststellt,
ob die Schaltung selbst das Objekt der Kommunikation ist oder nicht. Wenn
die Schaltung 106c das Objekt der Kommunikation ist, überträgt sie seriell
vom Sensor 106b ausgegebene Beschleunigungsdaten an die
Kommunikationsschaltung 100c synchron mit einem nachfolgenden
Befehl zur Anforderung der Datenübertragung.
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Die
Wirkungsweise der Airbagvorrichtung 1 wird nun unter Bezugnahme
auf die 2 und 3 beschrieben.
Aus 2 ersieht man, daß die Leistungsversorgungsschaltung 100a die
für die
Aktionen der zentralen Steuerschaltung 100b, der Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e und der internen Sensorvorrichtung 100f geeignete
Leistungsversorgungsspannung durch Konvertieren der Ausgangsspannung
der Batterie 3 liefert, wenn der Zündschalter 2 für den Betrieb
des Fahrzeugs eingeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich
alle Busschalter 100j und 100k der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e und
die Busschalter der Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 im
ausgeschalteten Zustand. Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d legen
die Leistungsversorgungsspannung an die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 über die
Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i der
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e und die Nachrichtenbusse 101 und 103.
Wenn die Leistungsversorgungsspannung angelegt wird, beginnen die zentrale
Steuerschaltung 100b, die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e, die internen
Sensorvorrichtung 100f und die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 den
Betrieb.
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Wenn
die anfängliche
Einstellung sofort erfolgt nachdem der Betrieb beginnt, gibt die
zentrale Steuerschaltung 100b Befehle zur Einstellung der Adressen
für die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 an die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d aus.
Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d überlagern
die Befehle zum Einstellen der Adressen der Leistungsversorgungsspannung
und übertragen
die Befehle seriell über
die Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i und
die Nachrichtenbusse 101 und 103.
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Bezugnehmend
auf 3 empfängt
eine Kommunikationsschaltung 105c der Slave-Sensoreinrichtung 105 den
Befehl zum Einstellen der Adressen und stellt eine für sie spezielle
Adresse ein. Wenn die Einstellung der Adressen vollendet ist, überträgt die Schaltung
seriell eine Rückmeldung zum
Befehl zur Einstellung der Adressen an die Kommunikationsschaltung 100c.
Außerdem
gibt die Schaltung einen Einschaltbefehl an einen Busschalter 105a aus,
um den Busschalter 105a auf EIN zu schalten. In ähnlicher
weise wird die Adresse für
die Slave-Sensoreinrichtung 108 eingestellt.
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Unter
Bezugname auf 2 geben die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d die
Rückmeldungen
auf die seriell von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 an
die zentrale Steuerschaltung 100b übertragenen Befehle zur Einstellung
der Adressen aus. Die zentrale Steuerschaltung 100b stellt
fest, daß die
Einstellung der Adressen für
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 vollendet
ist und gibt einen Steuerbefehl an die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e aus.
Auf der Basis des Steuerbefehls schaltet die Busschaltersteuerschaltung 100l der
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e die Busschalter 100j und 100k auf
EIN. Somit sind die Nachrichtenbusse 102 und 104 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d verbunden. Die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d legen
die Leistungsversorgungsspannung an die Slave-Sensoreinrichtungen 106 und 109 über die
Busschalter 100j und 100k und die Nachrichtenbusse 102 und 104.
Wenn die Leistungsversorgungsspannung angelegt wird, beginnen die
Slave-Sensoreinrichtungen 106 und 109 den Betrieb.
Danach gibt die zentrale Steuerschaltung 100b Befehle zur
Einstellung der Adressen für
die Slave-Sensoreinrichtungen 106 und 109 an die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d aus. Die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d übertragen
die Befehle zur Einstellung der Adressen seriell über die
Busschalter 100j und 100k und die Nachrichtenbusse 102 und 104.
Zu diesem Zeitpunktwerden die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 nicht
von den Befehlen beeinflußt,
obwohl die Befehle zur Einstellung der Adressen auch über die
Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i auf
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 übertragen
werden, weil ihre Adressen bereits eingestellt wurden.
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Bezugnehmend
auf 3 empfängt
die Kommunikationsschaltung 106c den speziellen Befehl
zur Einstellung ihrer eigenen Adresse. Zu diesem Zeitpunkt befindet
sich der Busschalter 106a in seinem AUS-Zustand und der
Befehl zur Einstellung der Adresse wird nicht stromabwärts der
Slave-Sensoreinrichtung 106 übertragen. Wenn die Einstellung
der Adressen vollendet ist, überträgt die Schaltung
seriell eine Rückmeldung
zum Befehl zur Einstellung der Adressen an die Kommunikationsschaltung 100c. Des
weiteren gibt die Schaltung einen EIN-Befehl an den Busschalter 105a aus,
um den Busschalter 106a einzuschalten. Wenn der Busschalter 106a eingeschaltet
ist, wird die Leistungsversorgungsspannung angelegt und die Slave-Sensoreinrichtung 107 beginnt
ihren Betrieb. Die Adresse der Slave-Sensoreinrichtung 109 wird
in ähnlicher
Weise eingestellt. Des weiteren werden in ähnlicher Weise Adressen für die Slave-Sensoreinrichtungen 107 und 111 eingestellt,
die in Daisy-Chain-Manier stromab von den Slave-Sensoreinrichtungen 106 und 109 über die Nachrichtenbusse 102 und 104 angeschlossen
sind.
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Bezugnehmend
auf 2 gibt die zentrale Steuerschaltung 100b Befehle
zur Anforderung der Datenübertragung
für die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 an die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d aus,
wenn die anfängliche
Einstellung vollendet ist. Die Kommunikationsschaltung 100c überträgt sequentiell
und seriell die Befehle zur Anforderung der Datenübertragung über die
Busverbindungsverdrahtungen 100h und 100i, die
Nachrichtenbusse 101 und 103, die Busschalter 100j und 100k und
die Nachrichtenbusse 102 und 104. Nach dem Empfang
der Befehle zur Anforderung der Datenübertragung stellen die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 107 auf
der Basis der eingestellten Adressen fest, ob die Sensoren ihrerseits
Objekt der Kommunikation sind. Wenn sie das Objekt der Kommunikation
sind, übertragen
die Sensoren sequentiell und seriell die Beschleunigungsdaten an
die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d synchron
mit den folgenden Befehlen zur Anforderung der Datenübertragung.
Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d geben
sequentiell die seriell übertragenen Beschleunigungsdaten
an die zentrale Steuerschaltung 100b aus.
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Die
zentrale Steuerschaltung 100b stellt auf der Basis der
wie oben beschrieben gesammelten Beschleunigungsdaten von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 und
der Beschleunigungsdaten von der internen Sensorvorrichtung 100f fest,
ob jeder der Airbags aufgeblasen werden soll oder nicht. Des weiteren
gibt die Schaltung 100b basierend auf dem Ergebnis der
Feststellung ein Zündsignal
an die Zündschaltung 100g aus.
Die Zündschaltung 100g bläst basierend
auf der Ausgabe des Zündsignals aus
der zentralen Steuerschaltung 100b die Airbags auf, um
die Fahrzeuginsassen zu schützen.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform kann
zum Zeitpunkt der unmittelbar nach dem Beginn der Aktion durchgeführten, anfänglichen
Einstellung die zentrale Steuerschaltung 100b die Adressen
der Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 durch
Verbindung der Nachrichtenbusse 101 und 103 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d über die
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e einstellen. Wenn
die Einstellung der Adressen für
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 vollendet ist,
können
die Adressen der Slave-Sensoreinrichtungen 106, 107, 109 und 110 durch
Verbindung der Nachrichtenbusse 102 und 104 zu
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d mit
den Busschaltern 100j und 100k der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e eingestellt
werden. Somit können
die Nachrichtenbusse 101 bis 104 zuverlässig sequentiell
mit den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d verbunden
werden und die Adressen aller Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 können zuverlässig eingestellt
werden. Als Ergebnis können
vier Kommunikationsschaltungen, wie sie nach dem Stand der Technik
erforderlich sind, um jeden der Nachrichtenbusse 101 bis 104 zu
bedienen, auf die zwei Kommunikationsschaltungen 100c und 100d verringert
werden, ohne irgend einen Einfluß auf die Adresseneinstellung
für die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110, wodurch
es möglich
wird, eine einfachere Schaltung vorzusehen. Es ist deshalb möglich, eine
Airbagvorrichtung 1 mit geringeren Kosten vorzusehen und
die Airbagvorrichtung 1 kompakter zu gestalten.
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Eine
weitere Vereinfachung der Schaltung kann erreicht werden, weil die
Kommunikationsschaltungen 100c und 100d, die Busschalter 100j und 100k und
die Busschaltersteuerschaltung 100l integriert als IC gestaltet
sind.
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(Zweite Ausführungsform)
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Bei
einer Airbagvorrichtung nach der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich
eine Nachrichtenbusverbindungsschaltung gegenüber der Airbagvorrichtung 1 der
ersten Ausführungsform.
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Wie
in 4 gezeigt, schließt die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e der
Airbag-ECU 100 zusätzliche
Busschalter 100n und 100o ein. Die Busschalter 100n und 100o dienen
zur Verbindung der Nachrichtenbusse 101 und 103 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c bzw. 100d.
Die Busschalter 100n und 100o sind mit ihren einen
Enden mit den Eingangs-/Ausgangsschnittstellen der Kommunikationsschaltungen 100c bzw. 100d und
mit ihren anderen Enden mit den Übertragungsleitungen 101b und 103b der
Nachrichtenbusse 101 bzw. 103 verbunden. Die Busschaltersteuerschaltung 100l steuert das
Schalten der Busschalter 100j, 100k, 100n und 100o auf
der Basis von Steuerbefehlen, die von der zentralen Steuerschaltung 100b ausgegeben
werden. Eine Eingangsschnittstelle der Busschaltersteuerschaltung 100l ist
mit der zentralen Steuerschaltung 100b verbunden und Ausgangsschnittstellen der
Schaltung 100l sind mit Ansteuerungsanschlüssen der
Busschalter 100j, 100k, 100n und 100o verbunden.
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Im
Betrieb, wenn der Zündschalter 2 eingeschaltet
ist und die Leistungsversorgungsspannung anliegt, beginnen die zentrale
Steuerschaltung 100b, die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d,
die Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e, die interne
Sensorvorrichtung 100f und die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 zu
arbeiten.
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Die
zentrale Steuerschaltung 100b gibt Steuerbefehle an die
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e aus. Die Busschaltersteuerschaltung 100l der
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e schaltet auf der
Basis der Steuerbefehle die Busschalter 100n und 100o ein.
Somit sind die Nachrichtenbusse 101 und 103 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d verbunden.
Die Kommunikationsschaltungen 100c und 100d legen über die Busschalter 100n und 100o und
die Nachrichtenbusse 101 und 103 die Leistungsversorgungsspannung an
die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108. Wenn
die Leistungsversorgungsspannung anliegt, beginnen die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 zu
arbeiten. Danach stellt die zentrale Steuerschaltung 100b die
Adressen der Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 in
der gleichen Weise ein, wie bei der ersten Ausführungsform.
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Wenn
die anfängliche
Einstellung vollendet ist, sammelt die zentrale Steuerschaltung 100b die Beschleunigungsdaten
von den Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 in
der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform. Beispielsweise
stellt im Falle eines Fehlers an der Slave-Sensoreinrichtung 105 die
zentrale Steuerschaltung 100b auf der Basis der so gesammelten
Beschleunigungsdaten fest, das an der Slave-Sensoreinrichtung 105 ein Fehler
vorliegt und gibt einen Steuerbefehl zur Trennung des Nachrichtenbusses 101 von
der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e. Die Busschaltersteuerschaltung 100l der
Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e schaltet auf der
Basis des Steuerbefehls den Busschalter 100n ab, wodurch
nur der mit der einen Fehler aufweisenden Slave-Sensoreinrichtung 105 verbundene
Nachrichtenbus 101 von der Airbag-ECU 100 getrennt
wird.
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Die
zentrale Steuerschaltung 100b stellt auf der Basis der
so gesammelten Beschleunigungsdaten von den Slave-Sensoreinrichtungen 106 bis 110 und
der Beschleunigungsdaten von der internen Sensorvorrichtung 100f fest,
ob jeder der Airbags aufgeblasen werden soll oder nicht, ohne durch
die einen Fehler aufweisende Slave-Sensoreinrichtung 105 beeinflußt zu werden.
Des weiteren gibt die Schaltung auf der Basis des Ergebnisses der
Feststellung ein Zündsignal
an die Zündschaltung 100g aus.
Die Zündschaltung 100g bläst auf der
Basis des von der zentralen Steuerschaltung ausgegebenen Zündsignals
die Airbags auf. um die Insassen des Fahrzeugs zu schützen.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
kann die zentrale Steuerschaltung 200b zu dem Zeitpunkt, an
dem die anfängliche
Einstellung unmittelbar nach Betriebsbeginn durchgeführt wird,
die Adressen der Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 durch
Verbindung der Nachrichtenbusse 101 und 103 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d über die
Busschalter 100n und 100o der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e einstellen.
Wenn die die Einstellung der Adressen für die Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 vollendet
ist, können
die Adressen der Slave-Sensoreinrichtungen 106, 107, 109 und 110 durch
Verbindung der Nachrichtenbusse 102 und 104 mit
den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d über die
Busschalter 100j und 100k der Nachrichtenbusverbindungsschaltung 100e eingestellt
werden. Somit können
die Nachrichtenbusse 101 bis 104 zuverlässig sequentiell
mit den Kommunikationsschaltungen 100c und 100d verbunden
werden und die Adressen aller Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 können zuverlässig eingestellt
werden. Als Ergebnis können
die vier Kommunikationsschaltung, die nach dem Stand der Technik
erforderlich sind, um jeden der Nachrichtenbusse 101 bis 104 zu
bedienen, auf die zwei Kommunikationsschaltungen 100c und 100d reduziert
werden, ohne die Adresseneinstellung für die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 zu
beeinflussen, wodurch es möglich wird,
eine einfachere Schaltung vorzusehen. Es ist deshalb möglich, eine
Airbagvorrichtung 1 mit niedrigeren Kosten vorzusehen und
die Airbagvorrichtung 1 kompakter zu gestalten.
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Selbst
wenn irgendeine der Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 110 einen
Fehler aufweist, gestatten die Busschalter 100j, 100k, 100n und 100o nur
die Trennung des mit der fehlerhaften Slave-Sensoreinrichtung verbundenen
Nachrichtenbusses von der Airbag-ECU 100. Als Ergebnis
kann jeder nachteilige Einfluß auf
die seriellen Daten der anderen Slave-Sensoreinrichtungen unterdrückt werden.
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(Dritte und vierte Ausführungsformen)
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Die
erste und die zweite Ausführungsform betreffen
Beispiele, bei welchen die Slave-Sensoreinrichtungen 105 bis 107 zur
Feststellung einer Beschleunigung von Teilen eines Fahrzeugs auf
dessen linker Seite mit einer Kommunikationsschaltung 100c verbunden
sind und bei welchen die Slave-Sensoreinrichtungen 108 bis 110 zur
Feststellung einer Beschleunigung von Teilen eines Fahrzeugs auf
dessen rechter Seite mit einer Kommunikationsschaltung 100d verbunden
sind. Jedoch können
die erste und die zweite Ausführungsform
wie in 5 (dritte Ausführungsform)
bzw. 6 (vierte Ausführungsform) gezeigt
abgewandelt werden. Bei diesen Ausführungsformen können die
Slave-Sensoreinrichtungen 105 und 108 zur Ermittlung
einer Beschleunigung von Frontteilen eines Fahrzeugs mit der Kommunikationsschaltung 100c verbunden
werden und die Slave-Sensoreinrichtungen 106, 107, 109 und 110 zur Ermittlung
der Beschleunigung von Seitenteilen des Fahrzeugs können mit
der Kommunikationsschaltung 100d verbunden werden.
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Die
obigen Ausführungsformen
können
weiter modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.