JP2000201162A - 分散制御システムの初期化方法 - Google Patents
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Abstract
れる。 【解決手段】 一意のアドレスを、分散制御システム内
の各汎用「ノード」に割り当てる方法および装置であっ
て、この装置は、分散通信バス55によって、複数の汎
用ノード54と結合される主コントローラ52を含む。
主コントローラ52は、電源58を介して、通信バス5
5に、電流および/または電圧を提供する。1つの実施
例において、各ノード54は、電流および電圧を処理し
て、基準電圧と、通信バス55に沿った距離に比例する
距離電圧とを格納する。別の実施例において、各ノード
54は、距離電圧が、基準電圧に対し、或る一定の値に
達するときに、主コントローラ52に合図する。主コン
トローラ52は、これらの信号の到着時間を処理して、
各ノード54との相対的距離を判断する。この距離情報
を使用して、一意のアドレスを各汎用ノード54に割り
当て、通常の動作モードの間に識別を行う。
Description
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。
分散通信バス・システムが、多くの汎用ノード (generi
c 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 (ge
neric 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。
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。
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、I
C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。
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。
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。
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。
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。
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。
・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。
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、H
VAC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。
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。
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。
0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。
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。
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。
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。
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。
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4
2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(MC
U),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。
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。
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4
0,50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。
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。
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。
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。
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5
8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。
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5
3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。
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5
5,57は、図2に示される一般的なツリー構造と似通
っている。
52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。ECU
52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ECU
52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5
4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。
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。
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5
5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。
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、EC
U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。
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。
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、EC
U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。
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。
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。
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。
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、ECU
52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。
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、ECU5
2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(restra
int)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。
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=Vr
ef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6
4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。
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6
4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5
4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。
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。
3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。
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。
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、10
0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5
6は、システム内の各ノードを一意に識別できる。
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。
実施するのに十分な長さの時間が経過した後、段階10
0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RAM
68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。
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、RAM
68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。
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。
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、CR
C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。
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Vdi
st情報とVref情報のN個の対すべてが、完全に装置5
6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。
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1
16参照)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。
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5
4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Vd
ist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5
4は、コントローラ62から通知される。未訂正のVdi
st情報とVref情報の後に一意のアドレスが続き、Vdis
t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。
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Vdis
t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5
4に対してCRCエラーのフラグが付けられると、EC
Uは、一意のアドレスがすべて、ノード54によってN
VM70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。
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。
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。
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V
1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。
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。
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 sourc
e)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。
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13
6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20
8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。
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。
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。
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。ECU5
2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。
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、EC
U52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。
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、EC
U52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2
30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。
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。
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。
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。
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。
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。
ッグ自動車サブシステムのブロック図である。
ッグ自動車システムのブロック図である。
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。
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。
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。
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。
る方法の代替的方法をフローチャートで示す。
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
Claims (8)
- 【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
記距離が、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段階;および前記予め決めら
れたトポロジー(100から124)における前記ノー
ドの相対的位置に基づいて、特定のアドレスを、前記ノ
ードに割り当てる段階;によって構成されることを特徴
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
(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流(96)を供給
し、前記通信バス上の前記ノードにおいて前記バスに沿
った前記ノードまでの距離の関数として距離電圧を生じ
させること;および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
すところの段階;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:前記ノ
ードの前記距離(116)を、予め決められたノードの
機能に相互に関連づけること;によって、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;によって構成され;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3】 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;によって構成される
ことを特徴とする方法。 - 【請求項4】 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
を基準に、前記バス(55)上の前記ノードの位置を決
定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、前記制御装置(52)と通信し
て、前記位置を前記制御装置に与え、かつ前記制御装置
からアドレスを受け取るノード制御回路(62);によ
って構成されることを特徴とするノード。 - 【請求項5】 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(55)と結合され、前記
制御装置(52)を基準に、前記バス上の前記ノードの
位置を決定するように対応するアナログ距離判断回路
(135)であって、前記回路は:前記バスと結合さ
れ、前記バスを介して通信される基準電圧をサンプリン
グし、サンプリングした電圧を保持するサンプル・ホー
ルド回路(132);および前記バスおよび前記サンプ
ル・ホールド回路と結合され、前記バスを介して通信さ
れる距離電圧を、前記サンプリングした電圧と比較する
電圧比較回路(130);によって構成されるアナログ
距離判断回路(135);前記アナログ距離判断回路と
結合され、前記制御装置と通信して、前記位置を前記制
御装置に知らせ、前記制御装置からアドレスを受け取る
ノード制御回路(130);によって構成されることを
特徴とするノード。 - 【請求項6】 分散制御システム(図4)であって: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(5
8);によって構成されることを特徴とするシステム。 - 【請求項7】 分散制御システムにおいて、ノード(5
4)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(96)に
信号を送る段階であって、前記信号は、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
るところの段階;および各ノードにおいて前記測定信号
(98)を測定して、距離標識を生じさせ、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段階;
によって構成されることを特徴とする方法。 - 【請求項8】 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、前記共通バス上の前記ノードにおいて、基準電圧
を生成する電圧生成(developing)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);によって構成されること
を特徴とするコントローラ。
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