JP2001503950A - スレーブ局、マスタ局、busシステム、およびbusシステムの駆動方法 - Google Patents

スレーブ局、マスタ局、busシステム、およびbusシステムの駆動方法

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Abstract

(57)【要約】 マスタ局(1)と複数のスレーブ局(11,12,13)を有するBUSシステムが提案される。スレーブ局(11,12,13)は接続スイッチを有し、接続スイッチが開放しているときは後続のスレーブ局(12,13)はマスタ局(1)と電気的に接続していない。このフェーズでは第1のスレーブ局(11)の初期化が行われる。接続スイッチ(14)の閉成の前にテストスイッチ(15)が閉成され、このとき電流は電流制限部(16)により制限される。このようにして、後続のスレーブ局(12)が短絡を有しているか否かを検査することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 スレーブ局、マスタ局、BUSシステム、 およびBUSシステムの駆動方法 従来の技術 本発明は、請求項1の上位概念に記載されたスレーブ局、マスタ局、BUSシ ステム、およびBUSシステムの駆動方法から出発する。BUSシステムはすで に公知であり、このシステムでは多数のスレーブ局がBUS線路を介して1つの マスタ局と接続される。スレーブ局の給電は、マスタ局に設置された供給電圧部 により行われる。 発明の利点 これに対して独立請求項の構成を有する本発明のスレーブ局は、すべてのスレ ーブ局が同時には供給電圧部に接続されないという利点を有する。したがってB USシステムの初期化は連続的に順次、各スレーブ局に対して個別に行われる。 これによりBUS線路が大電流により負荷されることがない。さらに各スレーブ 局は他のスレーブ局に依存しないで初期化することができる。これにより発生す るエラーを特に簡単に個々のBUS局に配属することができる。これにより初期 化の際に迅速かつ簡単に、BUSシステムが完全に機能しているか否かを識別し 、エラーが発生している場 合にはそれがどこであるかを識別することができる。独立請求項による本発明の マスタ局は、リング構造の場合にエラーを特に良好に補償できるという利点を有 する。なぜなら、個々のスレーブ局に種々異なる経路で到達することができるか らである。エラーを識別するための特に簡単な手段は、例えばBUS局が個別に 順次初期化される際にマスタ局で電流監視することである。独立請求項による本 発明の方法は、BUSシステムでのエラーを検出し、適切な手段により少なくと も残余のシステムの機能を保証するのに適する。 従属請求項に記載の手段により、スレーブ局、マスタ局、BUSシステム、ま たはBUSシステムの駆動方法の改善が可能である。電流の制限されたテスト回 路を使用することにより、スレーブ局に後置された線路、ないし後続のスレーブ 局を短絡について検査することができる。大きなエネルギー量を供給するために 、動作エネルギー蓄積器を設けることができ、この蓄積器も同じようにBUS線 路を介して充電することができる。スレーブ局を駆動するための送出されるエネ ルギーも同じように、BUS線路上の電圧から取り出される。BUS線路を介し て送信される通信に依存して、スレーブ局を所定のハンドリングのトリガのため に制御することができる。さらにマスタ局は通信を送信することができ、この通 信によりスレーブ局を再コンフィギュレーションされる。このためにまず接続ス イッチが再び開放される。初期化の際には、個々のアドレスをマスタ局から付与 することもできる。このために必要な論理回路は特に小さくすることができる。 なぜなら、それぞれ個別には1つのスレーブ局が初期化されるからである。初期 化の間または初期化後に、スレーブ局は戻り信号をマスタ局に送信することがで き、これによりその機能能力を確認する。リング構造の場合、通信をリングの両 方の側へ供給することができる。個々のスレーブ局には、2つの局間に、または 1つのスレーブ局に障害が存在するときでも到達することができる。BUSシス テム駆動時の電流の評価により可能な障害への指示が得られる。 図面 本発明の実施例が図而に示されており、以下詳細に説明する。 図1はマスタ局とスレーブ局を有するBUSシステムに対する第1の実施例、 図2はスレーブ局、図3は電流センサ、図4はBUSシステムに対する別の実施 例、図5はスレーブ局の詳細、図6、図7,図8はBUSシステムに対する別の 実施例を示す。 説明 図1には、1つのマスタ局と複数のスレーブ局11,12,13を有するBU Sシステムが示されている。これら局は2つのBUS線路2と3により相互に接 続されている。マスタ局1は制御論理回路4とインタ ーフェース5を有する。図示の3つのスレーブ局11,12,13の各々は、そ れぞれ1つの接続回路14とテスト回路15を有する。テスト回路15には直列 に電流制限部16が接続されている。 制御論理回路4によりマスタ局1が制御される。この種の制御論理回路は例え ばメモリを有するマイクロプロセッサであり、メモリには相応のプログラムが記 憶されている。制御論理回路4によりインターフェース5の制御が行われる。こ こでインターフェース5では、制御倫理回路4の命令が相応のBUSレベルへ、 すなわち電流信号または電圧信号へ変換される。これらの信号はBUS線路2に 出力することができる。BUS線路2と3により、マスタ局1はスレーブ局11 ,12,13と電気的に接続されている。したがってマスタは相応の電気信号( 電流信号または電圧信号)によって通信をスレーブ局11,12,13へ送信す ることができ、また通信をスレーブ局11,12,13から受信することができ る。 図2には、図1のスレーブ局の詳細が示されている。他のスレーブ局12,1 3..も同じように構成されている。マスタ局1から発したBUS線路2はスレー ブ局11の第1の端子17と接続されている。スレーブ局11の内部では、端子 17が接続スイッチ14を介して第2の端子18と接続可能である。ここでは、 さらにスレーブ局12に至るBUS線路2がこのスレ ーブ局の第2の端子18に接続される。さらにスレーブ局11では第1の端子1 7と第2の端子18とがテスト回路15を介して相互に接続可能である。テスト 回路15に直列に接続された電流制限部16により、ここに流れる電流は制限さ れる。ここには電流制限部16は簡単にするため抵抗として示されている。しか し電流制限機能を有するすべての電流源が考えられる。さらにスレーブ局11は 制御論理回路20を有し、この制御論理回路は線路21と22により端子17と 18に、したがってBUS線路2に接続されている。さらにエネルギー蓄積器が 設けられている。このエネルギー蓄積器はここではキャパシタンスとして構成さ れており、制御論理回路20とBUS線路3との間に配置されている。 通常の動作状態では、すべてのスレーブ局11,12,13のスイッチ14は 閉じている。これにより個々のスレーブBUS局の入力側17と18はそれぞれ 相互に短絡されている。したがってすべてのBUS局には、すなわちマスタ局1 とBUS線路2のスレーブ局11〜13には同じ電圧が印加される。同じことが BUS線路3に対しても当てはまる。ここではBUS線路2,3の長さによる電 圧降下は無視される。この動作状態では、マスタ局1がBUS線路2と3との間 で電圧差を維持し、スレーブ局11〜13はその動作に必要な電気エネルギーを この電圧差から取り出す。 通信を送信するために、電気信号がBUS線路2,3を介して送出される。この 電気信号は例えば電流信号または電圧信号とすることができる。このときにスレ ーブ局のエネルギー供給が妨害されたり中断されたりしないように、各スレーブ 局はエネルギー蓄積器を有する。これは例えば図2に示されたキャパシタ23で あり、BUS線路2,3に印加された信号に依存しないでスレーブ局の論理回路 230の機能を保証する。スレーブ局のエネルギー供給はBUS線路を介して行 われるから、このエネルギー蓄積器の充電のために最初に起動するときには非常 に大きな電流がBUS線路2,3を介して流れる。これはとりわけ、エネルギー 蓄積器に蓄積されたエネルギーが例えばこれによりさらに電気活動をトリガでき るようにするため比較的大きくなければならない場合である。この種の比較的に 大きなエネルギー蓄積器を必要とする電気活動は例えば、スレーブ局がエアバッ グの駆動群を点火電流によってトリガすべき場合である。図1と図2に示された スレーブ局は次に、それぞれのエネルギー蓄積器を最初の起動時にまたはBUS システムの初期化の際に連続的に順次充電し、これによりこの動作状態ではBU Sを介して流れる電流が小さく維持される。このことを図2に基づいて説明する 。 最初の起動時またはBUSシステムの初期化の際にはまずすべての接続スイッ チ14とすべてのテストス イッチ15が開放される。これによりスレーブBUS局の第1と第2の端子は電 気的に相互に接続されていない。したがってBUS線路2は各スレーブ局11, 12,13で遮断されている。次にマスタ局1によりBUS線路2と3との間に 電圧差が形成されると、この電圧差はまず、マスタ局1に直接続く第1のスレー ブ局11の入力側17にだけ印加される。スレーブ局11の論理回路20は線路 21を介して端子17と接続されているから、この論理回路にエネルギーが供給 され、したがって第1のスレーブ局11の初期化のための初期化ステップを実行 することができる。まず論理回路20はエネルギー蓄積器23を充電し、十分な エネルギーが論理回路20の給電のために使用されることを確実にする。このこ とはまた、キャパシタとして構成されたエネルギー蓄積器23が線路21とBU S線路3に固定的に接続されていることによっても可能である。さらに別のエネ ルギー蓄積器を設けることもでき、このエネルギー蓄積器は論理回路20により 初期化の際に必要な場合だけBUS線路2と3との間の接続される。次の論理回 路20はスレーブ局11のさらなる初期化ステップを実行することができる。例 えば論理回路20は信号をBUS線路2と3との間で形成し、この信号をマスタ 局1に送信することができる。この通知信号はマスタ局1に、第1のスレーブ局 11が初期化されたことを通報する。マスタ局1はこ の情報を記憶することができる。さらにこの初期化フェーズでは、マスタ局1は 第1のBUS局11にアドレスを割り当てることができる。これは相応の通信を BUSを介して送信するためにである。後続のスレーブ局12,13は電気的に はまだマスタ局1から分離されているから、このアドレスが誤って割り当てられ る危険はない。しかしこのアドレスはもちろん最初から論理回路20のメモリに ファイルしておくこともできる。 第1のスレーブ局11の制御倫理回路20が初期化に対して必要なすべてのス テップを処理した後、制御論理回路はスイッチ信号をトリガし、テスト回路15 を接続する。このテスト回路15により端子17は端子18と電気的に接続され る。しかしここで流れる電流は電流制限部16によって制限される。BUS線路 2はこれにより電気的には、第1のスレーブ局11を通して第2のスレーブ局1 2と接続される。しかしこのとき流れる電流は制限されている。まずスレーブ局 12のエネルギー蓄積器23を充電しなければならないから、スレーブ局11の 第2の端子18の電圧は端子17に印加される電圧より遅れている。なぜなら電 流はテスト回路15を介して電圧制限器16により制限されるからである。次に 後続のスレーブ局12のエネルギー蓄積器23が充電されると、スレーブ局11 の第2の端子18の電圧は第1の端子の電圧と同じ値 をとる。しかしスレーブ局11と12の間、またはスレーブ局12に、BUS線 路2と3との間の短絡が存在する場合には、端子18に印加される電圧は端子1 7の電圧値に到達しない。論理回路20が2つの端子17と18との間の電圧差 が所定の値を下回ることを検出して初めて、この論理回路は接続スイッチ14の 閉成のための信号をトリガし、これにより端子17と18は低抵抗で相互に接続 される。 すべてのスレーブ局が図2に示したように構成されている場合、すべてのスレ ーブ局の初期化は連続的に順次行われる。すなわちまず第1のスレーブ局11が 初期化され、この初期化が終了したときに次のスレーブ局12が初期化され、こ の初期化が終了したときに次のスレーブ局13が初期化される。各部分的初期化 の際には、まず1つのスレーブ局のエネルギー蓄積器だけが充電される。したが ってBUS線路2,3を介して流れる電流は小さい。さらに、スレーブ局内また はスレーブ局間の短絡の際には、短絡の前にあるスレーブ局は相変わらず応答可 能であることが保証される。なぜなら短絡の直前にあるスレーブ局は、第1と第 2の端子17,18間の電圧差のため、低抵抗の接続スイッチ14を閉成しない からである。したがってこのように構成されたBUSシステムは、BUS線路2 ,3間の短絡がBUSシステムの完全な欠落につながるのではなく、マスタ局1 から始まって短絡の直後に あるスレーブ局にだけ到達できないという意味でエラーに寛容である。初期化の 際には、マスタ局1がどのスレーブ局が初期化され、したがって動作準備状態で あるかという情報を受け取ることが所望される。すでに説明したようにこのこと は、スレーブ局がそれぞれの部分的初期化の経過の中で、信号をマスタ局に送信 し、この信号によりそれぞれのスレーブ局の動作準備状態が通報されるようにし て達成される。別の手段では、インターフェース5に電流センサを配置し、この 電流センサによりテスト回路15の閉成を検出する。この種の電流センサが図3 に示されている。ここではインターフェース5に電流源6が設けられており、電 流源は抵抗7によりBUS線路2と接続されている。接続線路8を介して抵抗7 の前後に電流測定器9が接続されており、この電流測定器により抵抗7による電 圧降下が測定される。抵抗7での電圧降下に基づいて、BUS線路2を流れる電 流を検出することができる。初期化されたスレーブ局がテスト回路15の操作の ための信号を出力する直前では、BUS線路2の電流は小さい。なぜなら当該の 初期化されたスレーブBUS局のエネルギー蓄積器は充電されているからである 。テスト回路15の閉成後にまず、実質的に電流制限器16の最大電流に相応す る大きな電流がBUS線路2を流れ、この電流を電流センサによりインターフェ ース5で検出することができる。この電流信号はマス タ局2に対して、最初のスレーブBUS局(例えば局11)がちょうど初期化さ れ、次に第2のスレーブ局(例えば局12)の初期化が行われていることを指示 する。BUS線路を流れる電流の監視によって、マスタ局1はすべてのスレーブ 局11,12,13が初期化されたか否か、または場合によりこれら局の1つに エラーが存在するか否かを検出することができる。 すべてのスレーブ局11〜13の初期化が行われた後、BUSシステムは通常 の動作状態となる。すなわち、個々のBUS局間で通信を交換することができる 。とりわけマスタ局1はコマンドをスレーブ局11に送出することができ、この コマンドにより個々のスレーブ局をトリガすることができる。ここに図示したB USシステムは例えば自動車の多重エアバッグシステム、シートベルトテンショ ナ等の安全装置のトリガに使用することができる。通信はこの場合、異なるスレ ーブ局に対する簡単なコマンドを含むこととなる。この種のシステムでは、BU Sシステムの部分的故障の場合でも、別のBUS局はさらに応答可能であること が所望される。したがって例えば自動車の各再始動時に行わなければならない初 期化の際に、例えばサイドエアバッグの故障が検出されても、フロントエアバッ グはトリガ可能でなければならない。さらにこの場合は、マスタ局がサイドエア バッグは応答不能であるとの情報を受け取り、相応の警報を運転者に出力できる ことが所望される。さらに動作が連続する場合にはBUSシステムのエラーが識 別されることを保証しなければならない。したがって別の手段として、BUSシ ステムの再コンフィギュレーションを行うようにすることができる。この種の再 コンフィギュレーションは、個々のスレーブ局11,12,13のエネルギー蓄 積器は充電されたままで行われる初期化である。再コンフィギュレーションのた めにマスタ局1から再コンフィギュレーション信号が送信される。この際コンフ ィギュレーション信号は、すべてのスレーブ局11を接続スイッチ14を開放さ せ、およびテスト回路15が初期化の終了時に再開放していなければ、テスト回 路15を開放させる。その後システムがまずスレーブ局11を初期化の際と同じ プログラムループで実行することにより、再コンフィギュレーションが行われる 。このときエネルギー蓄積器23の充電は行われないか、または短時間だけ必要 である。その後、この第1のスレーブ局11は再びテスト回路15を閉成し、後 続のスレーブ局12に、またはスレーブ局11と後続のスレーブ局12との間に 短絡が存在しないか否かが検査される。エネルギー蓄積器23の充電のための時 間が必要ないから、BUSシステムの再コンフィギュレーションはとりわけ高速 に実行される。スレーブ局11,12,13の必要なコンフィギュレーションに ついての、マスタ局1へのフィードバックは、スレー ブ局11,12,13の側のアクテイブ手段によってだけ行われる。なぜならエ ネルギー蓄積器23の充電による電流信号を検出することはできないからである 。 BUSシステムの初期化および再コンフィギュレーションは、BUSシステム が図4に示すようにリング構造体として構成されていると特に有利である。図4 には、マスタ局1が制御論理回路1およびインターフェース5と共に図示されて いる。これらはすでに図1にも示されている。しかし図4のマスタ局1は付加的 に別のインターフェース50を有し、このインターフェースも同じようにBUS 線路2,3に接続されている。したがってBUS線路2と3のそれぞれの端部は インターフェース5または50の一方と接続されている。これによりマスタ局1 と共にリング構造体を形成している。このリングでは、2つのインターフェース 5と50の間にスレーブ局11,12,13および24が配置されている。個々 のスレーブ局11,12,13,24は図1と図2にすでに示したスレーブ局に 相応する。初期化の際にまず、個々のスレーブ局11,12,13,24の初期 化はインターフェース5から行われる。これについては図1で説明したのと同じ である。インターフェース50はここではさし当たり、純粋な監視機能だけを受 け継ぐ。この監親は、電圧をBUS線路2と3の間にインターフェース5の側か ら印加した後、インターフェース50でBUS線路2と3との間に電圧が印加さ れるか否かを検査することにより行う。印加されれば、すべてのスレーブ局11 ,12,13と24は初期化されている。インターフェース5から出発してここ では、まずスレーブ局11,次にスレーブ局12,次にスレーブ局13、ついで スレーブ局24が初期化される。スレーブ局は初期化が正常に行われた場合だけ 電圧を導通するから、インターフェース50でのBUS線路2と3との間に電圧 差が存在すれば、すべてのスレーブ局が正常に初期化されたことを意味する。し かしここではリング構造体によって、図1の場合のように線路間の短絡が識別さ れるだけではなく、線路断線も識別することができる。この種のエラーが発生し た場合には、第2のインターフェース50を用いてすべてのスレーブ局に到達す るように試みることができる。例としてここでは2つのスレーブ局12と13の 間にエラーが発生するとする。このエラーはBUS線路2,3の断線または2つ のBUS線路間の短絡であり得る。短絡の場合は、インターフェース5での電流 消費の上昇に基づいてエラーが検出される。短絡の場合にはインターフェース5 0ではエラーは識別されない。なぜならそこではBUS線路2と3の間に電圧が 印加されないからである。 エラーを補償するために次に、インターフェース50が送信インターフェースと してもアクティブにされる 。すなわち、インターフェース50はインターフェース5と同じようにこの機能 を識別する。2つのインターフェース5,50がBUS線路2と3との間に電圧 を印加すれば、この電圧によりスレーブ局11と24は初期化または再コンフィ ギュレーションが行われる。スレーブ局11と24の初期化または再コンフィギ ュレーションが正常に行われると、スレーブ局12と13に相応の電圧が印加さ れる。これによりこれらスレーブ局も初期化または再コンフィギュレーションさ れる。しかし2つのスレーブ局は電圧を次のスレーブ局に導通接続することはで きない。なぜなら、2つのスレーブ局間には線路断線または短絡が存在するから である。マスタ局1は前と同じように、相応の通信をインターフェース5と50 の両方に供給することによりすべてのスレーブ局11,12,13および24に 応答することができる。スレーブ局が図1のように線形構造体として配置されて いれば、スレーブ局13と24は応答することはできない。したがって図4に示 した構造体は、エラーを修復することができるので非常に確実である。リングに 配置することができるようにするため、個々のスレーブ局は動作電圧が一方の側 からも他方の側からの印加できるように構成される。 供給電圧を両方の側から印加できるスレーブBUS局が図5に示されている。 図5には、それぞれBUS線路2と接続された端子を有するスレーブ局が示され ている。2つの端子17と18の間にここではスイッチ14が配置されており、 端子17の近傍に配置されたスイッチは左スイッチ14として、端子18の近傍 に配置されたスイッチは右スイッチ14として示されている。図5の回路では複 数の素子が二重に設けられているから、右側素子と左側素子との間のこの差がさ らに使用される。ここで、左側素子とは端子17の近傍に配置された素子を意味 し、右側素子とは端子18の近傍に配置された素子を意味する。スイッチ14は MOSトランジスタとして構成されてり、それぞれ寄生ダイオードが並列に接続 されている。端子17の電圧が端子18の電圧よりも大きければ、左スイッチ1 4の寄生ダイオードが導通方向でスイッチオンされる。これによりこの電圧は右 スイッチ14によってのみ接続することができる。相応して左スイッチ14は、 端子18の電圧が端子17の電圧よりも大きいときに端子18と17との間を接 続することのできるスイッチとして構成されている。右スイッチ14と左スイッ チ14との間にはタップが設けられており、このタップは制御論理回路20の信 号入力側60に導かれている。スイッチ14の制御入力側はフリップフロップ6 1の出力側と接続されている。フリップフロップがセットされると、これにより スイッチ14が閉成され、2つの端子17と18は低抵抗に相互に接続される。 フリップフロップ61がセットされていないと、スイ ッチ14は開放され、端子17と18はスイッチ14により相互に接続されない 。さらに端子17と18はテスト線路62により接続されており、テスト線路6 2には2つのテストスイッチ15が設けられている。このテストスイッチの各々 に直列に電流制限部16が接続されており、この電流制限部はここでは簡単化の ために電流源として示されている。すでに説明したように、この種の電流制限回 路の簡単な構成は相応の抵抗である。右スイッチと左スイッチ15はそれぞれツ ェナーダイオード63により橋絡される。相互に反対極性に極性付けられたこの ツェナーダイオード63により、端子18の電圧が端子17の電圧よりも大きい とき、左テストスイッチ15がテスト電流を接続し、端子17の電圧が端子18 の電圧よりも大きいときに右テストスイッチ15がテスト電流を接続する。テス トスイッチ15の制御はAND素子64の出力側を介して行われる。2つのテス トスイッチないしツェナーダイオード間に中間タップが設けられており、この中 間タップはエネルギー蓄積器23と接続されている。 エネルギー蓄積器23はここではキャパシタとして構成されており、他方の端子 が端子19と接続されている。したがってBUS線路3との接続のために設けら れている。さらにエネルギー蓄積器23は制御論理回路20の供給電圧入力側6 5と接続されている。したがって端子17と端子18との間、または端子18と 端子19との間に電圧が印加されると、制御論理回路20には供給電圧が供給さ れる。エネルギー蓄積器23は、電圧変動を補償し、常に同じ程度のエネルギー が制御論理回路20に供給されることを保証する。このことは特に、通信をBU S線路を介して伝送するときに発生する短時間の電圧変動の場合に当てはまる。 さらに端子17と18にはそれぞれ分圧器が端子19に対して接続されている。 ここで2つの分圧抵抗66,67の間にはコンパレータの入力側が接続されてい る。コンパレータはこの電圧を、コンパレータの端子69に印加される比較電圧 と比較する。この比較電圧は例えば制御論理回路20の直流電圧供給部から得る ことができる。コンパレータ68の出力側はAND素子70の2つの入力側とそ れぞれ接続されている。AND素子70の出力側はフリップフロップ61のセッ ト入力側と接続されている。分圧器66,67,コンパレータ68,AND素子 70およびフリップフロップ71のこの構成によって、2つの端子17と18の 間の電圧比較が行われる。ここでは入力側69に印加される比較電圧は、端子1 7と18の電圧がそれぞれBUSの目標電圧に近似するとコンパレータ68が信 号を出力するように選択される。例えばマスタ局1から24Vの電圧が線路2と 3の間の印加されるように構成されている場合、端子17と18の電圧が20V を越えるとコンパレータ68が信号を出力するように 回路は構成される。片側例えば左側端子17に電圧が印加されると、まず左側コ ンパレータ68が出力し、これによりAND素子に入力信号が印加される。した がってAND素子70は出力信号を出力しない。端子18に相応する電圧が印加 され、右側コンパレータ68がこれを指示して初めてAND素子70は信号を出 力する。AND素子70の両方の入力側がアクティブであるからAND素子は信 号を出力し、この信号をフリップフロップ61のセット入力側に供給される。こ れによりフリップフロップ61はセットされ、スイッチ14が閉成される。した がってスイッチ14は、端子17と18に印加される電圧がマスタ局1により設 定された電圧に近似すると自動的に閉成される。 マスタ局1から電圧がまず片側、例えば端子17にだけ印加されると、スレー ブ局はテストスイッチ15により電圧を他方の端子で上昇させる。端子17に電 位が印加されると、左側コンパレータ68が出力する。このときこのコンパレー タの出力側は右側AND素子64の一方の端子と接続されている。さらに右側A ND素子64の端子はフリップフロップ61んぼ出力側と接続されている。しか しこのときこの信号は否定される。AND素子の別の入力側は制御論理回路20 の制御端子71と接続されている。したがって右側テストスイッチをスイッチオ ンする右側AND素子64は次の場合だけ右側テストスイッチ15を操作するた めに信号を出力する。すなわち、端子17に十分に高い電圧が印加される場合( 入力側が左側コンパレータと接続されている)、スイッチ14が開放している場 合(フリップフロップ61への否定接続)、および相応の制御信号が制御論理回 路20から制御端子71に出力される場合である。相応の制御信号は制御論理回 路20から、ここに図示したスレーブ局の初期化または再コンフィギュレーショ ンが終了して初めて出力される。このことはエネルギー蓄積器23が十分に充電 されており、制御論理回路20がこれが備わっている限り、アドレスをマスタ局 から受け取り、別の動作エネルギー蓄積器72が充電されていることを要求する 。この別の動作エネルギー蓄積器はここでは電解コンデンサとして設けられてい る。すなわち大きなエネルギーを蓄積することのできるコンデンサである。この 種のコンデンサは例えば、エネルギーを蓄積し、これをエアバッグシステムまた は熱電式シートベルトテンショナの点火に使用することができる。初期化に対し てさらに別の手段が設けられていれば、制御論理回路20はこの手段をまず終了 し、その後初めて相応の信号を制御端子71に出力する。動作エネルギー蓄積器 は次のようにして充電することができる。すなわち、制御論理回路20に相応の 、ここに図示しないスイッチが接続されており、このスイッチにより電解コンデ ンサ72が端子17または18と端子19との間に接 続されるようにして充電することができる。AND素子64のすべての入力側が アクティブになると、AND素子64から相応の出力信号が出力され、テストス イッチ15が閉成される。次に端子17と18との間で制限された電流を流すこ とが可能になるので、後続のスレーブ局にも供給電圧が供給される。しかしさし 当たり端子18に印加される電圧は、端子17に印加される電圧の後に続く。な ぜなら、後続のスレーブ局ではエネルギー蓄積器23、場合により相応の動作エ ネルギー蓄積器72が充電されるからである。後続のスレーブ局でのエネルギー 需要が小さくなって初めて、端子18の電位は上昇することができ、スイッチ1 4の閉成に至る。テストスイッチ15はここで再び開放される。なぜなら、AN D素子64の否定入力により再びリセットされるからである。 制御論理回路20はさらに再コンフィギュレーション出力側73を有する。こ の出力側によりフリップフロップ61をリセットすることができる。これにより スイッチ14は再び開放する。制御論理回路20は、マスタ局から再コンフィギ ュレーション信号を受け取ると、相応の信号を再コンフィギュレーション出力側 73に出力する。このようにしてマスタ局1はBUSシステムの再コンフィギュ レーションをトリガすることができる。マスタ局はこの信号に続いて、再び電圧 をBUS線路2,3間に印加する。これにより例えば 端子17では再び高電位が印加される。もはや電圧供給部と接続されていない端 子18は次に分圧器66,67を介して比較的に低い電圧に引っ張られる。これ により後続のスレーブ局は取り敢えずマスタ局から分離される。次にここに図示 したスレーブ局は再び通信をマスタ局1と交換でき、例えば新たなアドレスが割 り当てられる。再コンフィギュレーションの際にはエネルギー蓄積器23および 72は放電されていないから、この過程は非常の高速に行われる。その結果BU Sシステムの再コンフィギュレーションは非常に高速に行われる。再コンフィギ ュレーション後に制御論理回路20が相応の信号を制御端子71に出力すると、 端子18の電圧は非常に高速に端子17の電圧に近付く。なぜならエネルギー蓄 積器を充電する必要がないからである。 制御論理回路20はさらに短絡スイッチ80を有し、この短絡スイッチは制御 論理回路20の制御端子81により制御される。この短絡スイッチ80によりB US線路2,3を短絡することができる。すなわち端子17,18,19を相互 に電流制限抵抗75を介して短絡することができる。したがってスレーブ局は、 信号をマスタ局1へフイードバック伝送する手段を有する。 図6には、本発明のBUSシステムの別の実施例が示されている。制御論理回 路4とインターフェース5 を有するマスタ局1、およびこれとBUS線路2,3により接続され、スイッチ 14とエネルギー蓄積器23を有するスレーブ局11は図1および図2の構成に 相応する。しかし別のスレーブ局111が設けられており、このスレーブ局は抵 抗104と105を介して別のBUS線路102と103によってBUS線路2 および3と接続される。ここでこの構成は、別のスレーブ局111のパラレル回 路がスレーブ局11に対して並列になるよう選択されている。別のスレーブ局1 11はすでに説明したスレーブ局と同じように構成されており、図6にはわかり やすくするため、別のスレーブ局111の接続スイッチ114とエネルギー蓄積 器123だけが図示されている。同じようにスレーブ局11には接続スイッチ1 4とエネルギー蓄積器23だけが図示されている。 パラレル回路によりスレーブ局11と111には同じ電圧が印加される。この 電圧は、インターフェース5からBUS線路2と3へ、およびひいては別のBU S線路102と103に出力される。しかし抵抗104,105により電流が制 限されているから、コンデンサと構成されたエネルギー蓄積器123は(エネル ギー蓄積器23と同じ容量の場合)比較的緩慢に充電される。したがって電圧が BUS線路2,3に印加されると、スレーブ局11は別のスレーブ局111より も迅速に初期化される。この手段によって2つの局の 初期化にずれが生じ、インターフェース5が2つのエネルギー蓄積器を同時に充 電するために電流を供給する必要はない。さらに図6の構成は、初期化の間に各 スレーブ局がマスタ局1からアドレスを割り当てられるようにすると特に有利に 使用される。したがってマスタ局1は第1のアドレスを、初期化が十分に進んだ スレーブ局11に対して設定することができ、初期化が十分に進んでいない別の スレーブ局111に対しては後からアドレスを割り当てる。スレーブ局11にす でにアドレスが書き込まれており、別のスレーブ局111がそこにアドレスを書 き込めるほどに初期化が進んでいれば、マスタ局1は別のアドレスを別のスレー ブ局111に対して出力することができる。マスタ局1がアドレスをスレーブ局 11に対して出力し、その後、別のアドレスを別のスレーブ局111に対して出 力する時間は、エネルギー蓄積器23,123が充電される速度に基づいて固定 的に設定することも、スレーブ局11,111からのフィードバックにより、ま たはインターフェース5での電流の監視により可変に設定することもできる。さ らに別のBUS線路102,103はマスタ局1と第1の後続のスレーブ局11 と間に接続できるだけでなく、例えば2つのスレーブ局間の端子、例えば図1の スレーブ局12と13の間に接続することも可能である。 図7には、マスタ局1と2つのスレーブ局11,1 2を備えた別の実施例が示されている。これらもまた図1に示された構成に相応 する。さらに2つの別のスレーブ局111と112が設けられており、これらは 別のBUS線路102および103と接続されている。別のスレーブ局111と 112もすでに説明したスレーブ局に相応するが、ここではわかりやすくするた め接続スイッチ114とエネルギー蓄積器123だけが示されている。別のスレ ーブ局111と112は別のBUS線路102,103に関しては、スレーブ局 11、12のBUS局2と3に関するのと同じように構成されている。さらにス イッチ91と92が設けられており、このスイッチにより第1の別のスレーブ局 111とマスタ局1、ないし第2の別のスレーブ局112とBUS線路2との間 のBUS線路102を遮断することができる。スイッチ91と92が閉じている とき、別のスレーブ局11,112はスレーブ局11,12に対して並列に接続 することができる。初期化の際にこの2つのスイッチ91,92はまず開放され る。これにより別のスレーブ局111,112は電気的にマスタ局1から分離さ れる。次にすでに説明したように、スレーブ局11と12の初期化、場合により BUS線路2と3に直接接続された別のスレーブ局の初期化が行われる。この初 期化が終了すると、スイッチ91は閉成され、次に第1の別のスレーブ局111 の初期化が行われ、この初期化が終了すると、後続の 別のスレーブ局112の初期化が行われる。その後、スイッチ92は閉成される 。別のスレーブ局111,112が図5に示したように構成されていればもちろ ん初期化を次のように行うこともできる。すなわち、スイッチ92を閉成し、次 にまず別のスレーブ局112を初期化するのである。スイッチ91,92に基づ いて、別のスレーブ局111,112およびスレーブ局11,12を個別に順次 初期化することができる。これによりエネルギー蓄積器に対する充電電流は小さ く、アドレスを個々に割り当てることができる。所望であれば並列に配置された スレーブ局と別のスレーブ局に同じアドレスを割り当てることもでき、この場合 スイッチ91,92はBUSシステムの初期化の際に閉じておくこともできる。 図8にはBUSシステムに対する別の実施例が示されている。この実施例では マスタ局1とスレーブ局11,12が設けられており、これらは図1で示したよ うにBUS線路2,3により相互に接続されている。しかしBUS線路23にス イッチ93が設けられており、このスイッチの前後には別のBUS線路102に 対する端子が設けられている。BUS線路102は公知のように別のスレーブ局 111と112に導かれている。ここで別のBUS線路102はそれぞれ、別の スレーブ局111と112に配置された接続スイッチ114により遮断ないし接 続することができる。スイ ッチ93が開放されているとき、まず別のスレーブ局111と112の初期化が 行われ、別のBUS線路102の、スイッチ93の後方へのフィードバックによ り、続いてスレーブ局11および12の初期化が行われる。しかし別のスレーブ 局112の初期化の後、スイッチ93が閉成されるなら、このフィードバック線 路を省略することもできる。このようにして、面倒なケーブル配線を行う必要な しに多数のスレーブ局を順次初期化することができる。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年12月14日(1998.12.14) 【補正内容】 請求の範囲 1. マスタ局(1)と少なくとも2つのスレーブ局(11,12,13,2 4)を有するBUSシステムに対するスレーブ局(11,12,13,24)で あって、マスタ局(1)はBUS線路(2,3)により電気的にスレーブ局(1 1,12,13,24)と接続される形式のスレーブ局において、 スレーブ局(11,12,13,24)は接続スイッチ(14)とエネルギー 蓄積器(23)を有しており、 接続スイッチ(23)が開放しているとき、少なくとも1つのBUS線路(2 )がスレーブ局(11,12,13,24)の第1と第2の端子間で遮断され、 スレーブ局(11,12,13,24)の初期化の際に、接続スイッチ(14 )は開放され、これにより後続のスレーブ局はマスタ局から電気的に分離され、 エネルギー蓄積器(23)は空であり、 次にエネルギー蓄積器(23)はBUS線路(2,3)間の電圧によって充電 され、 エネルギー蓄積器(23)の充電後に接続スイッチ(14)は閉成される、 ことを特徴とするスレーブ局。 15. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムであ って、 前記スレーブ局はBUS線路によって相互に接続されており、 マスタ局はBUS線路(2,3)を介して供給電圧をスレーブ局(11,12 ,13,24)に対して供給する形式のBUSシステムにおいて、 BUSシステムの起動時に初期化の際、マスタ局(1)から電圧がBUS線路 (2,3)に印加され、 マスタ局に後置された第1のスレーブ局(11)はBUS線路(2,3)と接 続されており、 少なくとも1つのBUS線路(2)は接続スイッチの開放によってスレーブ局 (11)で遮断され、これにより後続のスレーブ局はマスタ局から電気的に分離 され、 次にスレーブ局の初期化が行われ、このときエネルギー蓄積器(23)が充電 され、 その後、第1のスレーブ局(11)は接続スイッチ(14)を閉成し、これに より後続のスレーブ局(12,13,24)に供給電圧が供給される、 ことを特徴とするBUSシステム。 23. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムの駆 動方法であって、 前記スレーブ局はBUS線路により相互に接続されており、 マスタ局はBUS線路(2,3)を介して供給電圧をスレーブ局(11,12 ,13,24)に対して供 給する形式の駆動方法において、 BUSシステムの起動時にまず初期化を実行し、 初期化の際にマスタ局(1)から電圧をBUS線路(2,3)に印加し、 マスタ局に後置された第1のスレーブ局(11)はBUS線路(2,3)と接 続されており、 少なくとも1つのBUS線路を接続スイッチの開放によってスレーブ局(11 )で遮断し、これにより後続のスレーブ局はマスタ局から電気的に分離され、 次に第1のスレーブ局(11)を初期化し、このときエネルギー蓄積器(23 )を充電し、 その後接続スイッチ(14)を閉成し、これにより後続のスレーブ局(12, 13,14)に供給電圧を供給する、 ことを特徴とする駆動方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヨアヒム バウアー ドイツ連邦共和国 D―71720 オーバー ステンフェルト プレフォルスト オルツ シュトラーセ 59

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 少なくとも1つのマスタ局(1)と少なくとも2つのスレーブ局(11 ,12,13,24)を有するBUSシステムに対するスレーブ局であって、マ スタ局(1)はBUS線路(2,3)により電気的にスレーブ局(11,12, 13,24)と接続されている形式のスレーブ局において、 スレーブ局(11,12,13,24)は接続スイッチ(14)とエネルギー 蓄積器(23)を有し、 該接続スイッチ(14)の開放時には、少なくとも1つのBUS線路(2)が スレーブ局(11,12,13,24)の第1と第2の端子(17,18)の間 で遮断され、 スレーブ局(11,12,13,24)の初期化の際には、接続スイッチ(1 4)は開放され、かつエネルギー蓄積器(23)は空であり、 このとき、エネルギー蓄積器(23)はBUS線路(2,3)間の電圧によっ て充電可能であり、 エネルギー蓄積器(23)の充電後に接続スイッチ(14)は閉成される、 ことを特徴とするスレーブ局。 2. テストスイッチ(15)とこれに直列に接続された電流制限部(16) が設けられており、 テストスイッチ(15)が閉じられているとき第1 の端子(17)と第2の端子(18)は相互に接続されており、しかし電流は電 流制限部(16)により所定の値に制限されており、 接続スイッチ(14)の閉成前にまずテストスイッチ(15)が閉成され、 第2の端子(18)に印加される電圧を第1の端子(17)に印加される電圧 と比較する手段が設けられており、 接続スイッチ(14)は、第1の端子(17)と第2の端子(18)との電圧 差が所定の値を下回るときだけ閉成される、請求項1記載のスレーブ局。 3. スレーブ局は動作エネルギー蓄積器(72)を有し、 該動作エネルギー蓄積器(72)は初期化の際には空であり、 該動作エネルギー蓄積器(72)はBUS線路(2,3)での電圧によって充 電可能である、請求項1または2記載のスレーブ局。 4. 論理回路(20)が設けられており、 該論理回路(20)の動作に必要なエネルギーはエネルギー蓄積器(23)か ら取り出され、 取り出されたエネルギーはBUS線路(2,3)の電圧によって置換される、 請求項1から3までのいずれか1項記載のスレーブ局。 5. 論理回路(20)は、動作エネルギー蓄積器 の充電後、所定の通信を表す信号をBUS線路(2,3)で探索し、 論理回路(20)は前記通信に対する応答として、動作エネルギー蓄積器(7 2)に蓄積されているエネルギーを使用してハンドリングをトリガする、請求項 4記載のスレーブ局。 6. 論理回路(20)によりテストスイッチ(15)を閉成するために信号 が形成される、請求項4または5記載のスレーブ局。 7. 論理回路は所定の通信に対して、接続スイッチ(14)を開放するため の信号を形成し、 所定の電圧がBUS線路に印加されると、その後再び論理回路(20)により テストスイッチ(15)を閉成するための信号が形成される、請求項4から6ま でのいずれか1項記載のスレーブ局。 8. 論理回路(20)はメモリを有し、 該メモリにはアドレスを書き込むことができ、 該アドレスは初期化の際、接続スイッチ(14)の閉成前にマスタ局からスレ ーブ局に伝送される、請求項4から7までのいずれか1項記載のスレーブ局。 9. スレーブ局は、電気信号をBUS線路に形成するための手段(80)を 有し、 該手段(80)は論理回路(20)によって制御される、請求項4から8まで のいずれか1項記載のスレーブ局。 10. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムに対 するマスタ局であって、 該マスタ局はBUS線路(2,3)によってスレーブ局(11,12,13, 24)と電気的に接続されている形式のマスタ局において。 マスタ局は、第1,第2,第3および第4の端子を有しており、 第1のBUS線路は第1と第3の端子との間を、第2のBUS線路は第2と第 4の端子との間を接続し、 端子間のスレーブ局はBUS線路(2,3)と接続され、 マスタ局(1)の初期化の際、まず電圧が第1と第2の端子に印加され、電圧 の印加後に電圧が第3と第4の端子間に印加されているか否かを検査し、 マスタ局は初期化後に通信をBUS線路に送出する、 ことを特徴とするマスタ局。 11. マスタ局(1)は所定時間後、第3と第4の端子間に電圧が存在しな ければ、第3と第4の端子間に電圧を印加し、 マスタ局は初期化後、通信をすべての端子に供給する、請求項10記載のマス タ局。 12. マスタ局は、第3と第4の端子間に電圧が存在する場合、初期化後に 通信を第1と第2の端子に 供給する、請求項10記載のマスタ局。 13. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムに対 するマスタ局であって、 マスタ局はBUS線路(2,3)によってスレーブ局(11,12,13,2 4)と電気的に接続され、 マスタ局(1)は初期化後に、通信をBUS線路(2,3)に送出する形式の マスタ局において、 マスタ局は初期化の際に、スレーブ局(11,12,13,24)の給電のた めの電圧をBUS線路間に印加し、 マスタ局は、初期化の際に電流をBUS線路を介して検出する手段を有し、 マスタ局は、電流の評価から初期化の際に、スレーブ局が初期化されているか 否かを検出する、 ことを特徴とするマスタ局。 14. マスタ局(1)は、初期化後に電流をBUS線路(1)を介して手段 を有し、 マスタ局は、比較値を越える電流が発生した際、通信をBUS線路(2,3) に送出し、 該通信によりスレーブ局(11,12,13,24)は大電流が発生したこと の情報を受け取る、請求項13記載のマスタ局。 15. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムであ って、 前記スレーブ局はBUS線路により相互に接続され ており、 マスタ局はBUS線路(2,3)を介してスレーブ局(11,12,13,2 4)に対する供給電圧を供給する形式のBUSシステムにおいて、 BUSシステムの初期化の際、マスタ局(1)が初期化されるときに電圧がB US線路(2,3)に印加され、 マスタ局に後置の第1のスレーブ局(11)がBUS線路(2,3)と接続さ れ、 少なくとも1つのBUS線路(2)は接続スイッチの開放によって前記スレー ブ局(11)で遮断され、その後、エネルギー蓄積器(23)が充電され、 その後、第1のスレーブ局(11)は接続スイッチ(14)を閉成し、これに より後続のスレーブ局(12,13,24)に供給電圧が供給される、 ことを特徴とするBUSシステム。 16. 後続のスレーブ局(12,13,24)も同様に接続スイッチ(14 )を有し、 該接続スイッチは初期化の際にまず開放され、少なくとも1つのBUS線路( 2)を遮断し、 各スレーブ局(12,13,24)が初期化され、初期化後に接続スイッチ( 14)は閉成する、請求項15記載のBUSシステム。 17. 少なくとも1つの別のスレーブ局(111,112)にエネルギー蓄 積器(123)が設けられ ており、 該エネルギー蓄積器は別のBUS線路(102,103)によりスレーブ局( 11,12,13,24)に対して電気的に並列に接続されている、請求項15 または16記載のBUSシステム。 18. 別のBUS線路(102,103)はBUS線路(2,3)と電気的 に接続されており、 別のBUS線路(102,103)の少なくとも1つでは別のスレーブ局(1 11,112)とBUS線路(2,3)との間に抵抗(104,105)が配置 されている、請求項17記載のBUSシステム。 19. 別のBUS線路(102,103)はBUS線路(2,3)と電気的 に接続されており、 別のスレーブ局(111,112)とBUS線路(2,3)との間では少なく とも1つの別のBUS線路(102,103)にスイッチ(91)が配置されて いる、請求項17記載のBUSシステム。 20. BUS線路(2)はスイッチを有し、 別のBUS線路の1つは(102)、前記スイッチの前に第1の電気端子を、 前記スイッチの後に第2の電気端子を有し、 別のスレーブ局(111,112)は別のBUS線路(102)に、前記2つ の接続点の間で接続されている、請求項17記載のBUSシステム。 21. 初期化の間、マスタ局からスレーブ局に対 するアドレスがBUS線路(2,3)に出力され、 BUS局(11)に対するアドレスの出力後、所定時間後に別のBUS局(1 11)に対するアドレスが出力され、 前記時間は、別のBUS線路(102)をBUS線路(2)と接続する抵抗を 考慮して選択される、請求項18記載のBUSシステム。 22. 初期化の間、スレーブ局に対するアドレスがマスタ局からBUS線路 (2,3)に出力され、 スイッチ(91,92,93)の調整によって、どのBUS局(11,12) またはどの別のBUS局(111,112)に対してアドレスを定めるかが決め られる、請求項19または20記載のBUSシステム。 23. マスタ局と少なくとも2つのスレーブ局を有するBUSシステムの駆 動方法であって、 前記スレーブ局はBUS線路によって相互に接続されており、 マスタ局はBUS線路(2,3)を介してスレーブ局(11,12,13,2 4)に対する供給電圧を供給する形式の方法において、 BUSシステムの起動時にまず初期化を実行し、 初期化の際にマスタ局(1)から電圧をBUS線路(2,3)に印加し、 マスタ局に後置の第1のスレーブ局(11)をBU S線路(2,3)と接続し、 少なくとも1つのBUS線路を開放された接続スイッチによりスレーブ局(1 1)で遮断し、 次に第1のスレーブ局(11)を初期化し、このときエネルギー蓄積器(23 )を充電し、 その後、接続スイッチを閉成し、これにより後続のスレーブ局(12,13, 24)に供給電圧を供給する、 ことを特徴とするBUSシステムの駆動方法。
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