JP2004504742A

JP2004504742A - データ伝送方法

Info

Publication number: JP2004504742A
Application number: JP2002512946A
Authority: JP
Inventors: ビョルン　マグヌッセン
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2004-02-12
Also published as: US20030196000A1; WO2002007123A1; EP1301913A1; CN1459084A; DE10034693A1

Abstract

本発明によれば複数のセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のデータがデータバス（６）を介して制御装置（１）へ伝送される。この場合、センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）においてデータ関連値が求められ、各センサ（６）のデータ関連値はバス（６）へ加えられる。その際、少なくとも１つのセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のただ１つの最大値だけが制御装置（１）へ伝送される。

Description

【０００１】
本発明は、複数のセンサのデータをたとえばロボットなどで使用される制御装置へ伝送する方法に関する。この場合、センサたとえば衝突センサや触覚センサないしは接触センサなどからのデータがロボットの制御装置へ伝送され、ロボットが物体と接触したか否かに関する情報をそのロボットに与える。
【０００２】
一般に衝突とは、ロボットの残りの知覚によって避けるべきイベントを表すものであることから、そのような衝突通報は安全性に関連する重要な情報を成しており、それらの情報を迅速に伝送するのが望ましい。人間の周囲でロボットを使用する場合には殊に、安全性の理由から迅速かつ確実な伝送が優先事項である。
【０００３】
さらに、衝突の発生した詳細な場所もしくは個所を知ることも重要となる可能性がある。この理由からロボットは非常に多くのセンサをもっていることが多いが、ここで不利であるのは、多くの手間ないしはコストをかけることでしか確実かつ迅速な伝送が保証されないことである。
【０００４】
この場合、センサで用いられるマイクロコントローラにかかるコストも、センサおよび場合によっては制御装置の送受信装置にかかるコストつまり一般にドライバモジュールとして市販されている通信回線用のコネクション装置にかかるコストも算入しなければならない。この理由からたいていの公知のシステムではマイクロコントローラ用に安価なドライバモジュールが使用され、その際、センサデータの安全かつ迅速な伝送を保証するため各センサが制御ユニットと個別に結線されている。
【０００５】
これに対する代案として個々のセンサをバスシステムを介して制御装置と接続することができるが、この種のバスシステムは実際にはほとんど利用されていない。それというのも高い速度要求ゆえに非常に高価な接続コンポーネントを使用しなければならないからであり、その結果、このような解決手法を広いフィールドでの動作に適用するにはコストが著しくかかってしまう。
【０００６】
したがって本発明の課題は、複数のセンサのデータを制御装置へ伝送するための方法およびこの方法を実施するための回路において、発生したイベントたとえば衝突に関する情報データを確実かつ高速に伝送できるよう構成することにある。
【０００７】
本発明によればこの課題は、方法に関しては請求項１の特徴部分に記載の構成より、装置に関しては請求項５の特徴部分に記載の構成により解決される。
【０００８】
本発明によれば、安価なコストの送受信装置つまりドライバコンポーネント等の接続コンポーネントと安価なコストのマイクロコントローラを備えたセンサを利用することができ、さらにこれに加えて複雑でコストのかかるケーブル配線も単一の線によって回避できる。
【０００９】
さらに本発明による方法を利用することにより、コストのかかる高速のバスシステムの代わりにそれよりも低速の安価なバスシステムを用いることができる。この場合、他のあまり重要でない情報に対してバスにおいて優位状態を得た最も重要な情報の伝送によって、それらの情報を十分な速度と確実性を伴って制御装置に供給して、それに対応するリアクションをとらせることができる。
【００１０】
本発明の有利な実施形態によればデータバスはただ１つの論理的なデータ線として構成されており、このデータ線を介してすべてのセンサが受信側でも送信側でも制御装置と通信する。有利にはこの論理的な単一のデータ線を物理的に２線システムとして構成することができ、その場合、２つの線の間の差分電圧が論理的なデータ線として機能するので、この構成によって有利には著しく障害に強いデータ伝送を保証できるようになる。
【００１１】
本発明の１つの有利な実施形態によれば各センサは自身の個々のデータ関連値たとえば衝突の際に検出された圧力値を、各センサの送信出力側および接続コンポーネントを介して互いに同期してバスへ加え始める。これと同時に各センサはバスにつながっているそれらの受信入力側によって、相応の信号をモニタリングする。
【００１２】
当然ながらこのような同期合わせを相応のプロトコルを介して行うことができる。一例としてはこれをスタートビットたとえば負のクロック側縁を用いて行うことができ、そのスタートビットがバスのところでモニタリングしているすべてのセンサによって検出される。あるいはたとえばＰＣの形態をとる制御装置を介して同期合わせを行うことができ、この制御装置はバスに対し特別な制御ビットまたは制御信号を発生する。
【００１３】
本発明の有利な実施形態によればセンサは自身の個々のデータ関連値を制御装置の問い合わせに応じてはじめてバスへ加え始め、つまり特定の信号または信号列たとえば決められた情報をもつバイトに応じてはじめてバスへ加え始める。
【００１４】
本発明の有利な実施形態では「０」優位のバスとして構成されているバスに対し、各センサはそのデータ関連値をたとえばバイトの形態で送信し、この送信はセンサの受信側がバスにおいて「０」を検出し、その送信側にこれとは異なる値すなわち「１」が加わるまで続けられる。この方式によれば重要性の低い値をもつセンサが相前後して遮断されていき、これは１つのセンサまたは最も重要な等しい値をもつ複数のセンサが残るまで続けられる。
【００１５】
センサにおける値が正の２進数たとえば１つのバイトとしてコーディングされバスが「０」優位に構成されているならば、最も重要な値に優位性を与えるためにそれらの値を反転する必要がある。もちろんデータ関連値を負のコーディングでセンサまたはそれらのマイクロコントローラに格納したり、あるいは「１」優位の特性をもつバスシステムを用いることも考えられる。
【００１６】
データ関連値の伝送後、有利には衝突の場所や個所を判別する目的で別の情報としてたとえば次のバイトとして、最重要値をもつ１つまたは複数のセンサの一義的なＩＤがＰＣへ伝送される。この場合、最も重要なただ１つのセンサを決めるためデータ関連値について説明したのと同じ方式に従いＩＤ値の伝送を行うことができる。この目的でＩＤ値は有利にはセンサの存在場所の重要性に従い降順または昇順で各センサに割り当てられており、その結果、最も重要な圧力値をもつ最も重要なＩＤ値つまりは最も重要な個所がやはりバスにおいて優位状態を得てバスを通されることになり、それが制御装置へ伝送されるようになる。
【００１７】
このようにして有利には、安価な電子コンポーネントおよび安価なケーブル配線を利用しているにもかかわらず最も重要なイベントたとえば衝突時の最も重要な圧力を、迅速かつ確実に制御装置へ伝送できるようになる。
【００１８】
本発明のさらに別の実施形態によればセンサの複数の圧力値またはすべての圧力値をそれらの重要性の順序で制御装置へ伝送することができる。この場合、それぞれ最高のデータ関連値をもつセンサは制御装置へそれを伝送した後に遮断され、これはたとえばそのセンサがデータ関連値を「０」にセットし、他のセンサがデータ関連値を伝送するための先行のステップを繰り返すことによって行われる。
【００１９】
これをＰＣにおいてまえもって定められた閾値に依存して繰り返し行うことができ、これはその閾値を下回ったときにデータ伝送またはセンサの問い合わせが中止されるまで続けられ、その際、閾値を「０」にセットしたならば、すべてのセンサの問い合わせも可能となる。
【００２０】
新たな衝突が発生したときには、センサもしくはそれらのマイクロコントローラ自身が「０」にセットされた値を新たな検出値で上書きすることができ、その際、センサもしくはそれらの値のリセットは特別な信号たとえば特定のバイトを制御信号からセンサへ伝送することにより行われる。
【００２１】
本発明の特別な実施形態によれば制御装置はたとえば規則的な間隔でまたは問い合わせに応じて、バスを介してセンサと通信可能であるかを検査することができる。この場合、センサは制御装置による問い合わせに応じてデータたとえばセンサのセルフテスト信号をバスへ送出し、この信号が制御装置により評価される。このようにしてセンサの故障や伝送区間のエラーなどの障害を全自動で検出することができ、各センサごとに一義的な値を伝送することにより付加的に位置特定することもできる。
【００２２】
もちろん、センサもしくはそれらのマイクロコントローラがそのセンサの場所における衝突の強さと特定の関連パラメータとに依存して、データ関連値を線形または非線形に発生させるよう構成することも考えられる。この目的は特定の個所における衝突の圧力の強さの重要性を、異なる場所で感度が異なることを考慮するなど相応の要求に対しできるかぎり最適に整合させることである。
【００２３】
従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されている。
【００２４】
次に、図面に示された実施例を参照しながら本発明について説明する。
【００２５】
図１は本発明による回路の基本回路図であり、図２は図１による回路の通信プロトコルを示すダイアグラムである。
【００２６】
図１による基本回路図には、２つのセンサＰＩＣ１とＰＩＣ２がバス６を介してたとえばＰＣの形態をとる制御装置１と通信する様子が描かれている。もちろんこのバス６にＰＩＣ１とＰＩＣ２について描かれたかたちでさらに別のセンサを接続可能であるが、以下では回路ならびに伝送方法の説明にあたりセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の機能および制御装置１との共働についてのみ言及する。
【００２７】
図１の基本回路図ではバス６は論理的なデータ線として描かれているが、当然ながらこの論理的な１つのデータ線を物理的には様々な実施形態で実現可能であり、たとえばアースに対し電圧差をもつ単線式ライン、２つの線の間で電圧差をもつ２線式ライン、ＣＡＮバスなどによって実現可能である。
【００２８】
図１による回路はたとえばロボットのために利用可能することができ、その目的はそのロボットのセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２たとえば接触衝突センサや触覚センサとたとえばＰＣの形態をとるそのロボットの制御装置１との通信を可能にすることである。
【００２９】
この基本回路図に描かれているように制御装置１およびセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の受信入力側ＲＸはバス６とダイレクトに接続されており、バス６は抵抗７を介して（たとえば５Ｖの）エネルギー供給源と接続されている。
【００３０】
これに対し制御装置１およびセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の送信出力側ＴＸは接続コンポーネント３：５，１１：１３，１７；１９を介してバスにアクセスする。これらの接続コンポーネントはそれぞれ１つのトランジスタ（５，１３，１９）たとえばＭＯＳＦＥＴを有しており、その制御入力側たとえばゲートはそれぞれインバータ３，１１，１７を介して制御装置１もしくはセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の送信出力側ＴＸと接続されている。
【００３１】
この場合、インバータ３，１１，１７による反転によって、出力側ＴＸに正の信号が生じたときつまり論理値「１」のときにバス６にも論理値「１」を加えることができるようになる。この実施例においてこのことが必要とされる理由は、図示されているトランジスタ５，１３，１９のトランジスタ回路の場合、それらの制御入力側たとえばゲートまたはベースに論理値「１」が加わったときにゲート・ソース区間もしくはコレクタ・エミッタ区間が導通し、それによってバス６がアース９へと導かれつまり論理値「０」になるからである。
【００３２】
トランジスタ５，１３，１９およびそれらの接続の結果として生じるこのような反転動作を相殺する目的で、トランジスタ５，１３，１９の制御入力側の手前にインバータ３，１１，１７が接続されており、その結果、このような二重否定によりトランジスタ５，１３，１９の否定がなくなり、バス６に制御装置１もしくはセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の出力側ＴＸと同じ信号が加わるようになる。
【００３３】
当然ながら接続コンポーネント３；５もしくは１１；１３もしくは１７；１９のこのような方式は、送信側（ＴＸ）でも受信側（ＲＸ）でも使用可能な公知のドライバモジュールに関する一例にすぎない。
【００３４】
ここに描かれている基本回路図の場合には「０」優位のバスであって、つまり論理値「０」つまり低レベルが論理値「１」つまり高レベルよりも優勢である。それというのもただ１個所しかアース９と接続されなくてもバス全体は低レベルに移行するからである。
【００３５】
制御装置１および通常それぞれ１つのマイクロコントローラを有するセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の入力側は、それらの受信入力側ＲＸにおいてバス６と接続されており、これによりバス６のそのつどの状態が制御装置１によってもセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２によっても受信もしくは検出される。
【００３６】
このようにすることで実現されるのは、制御装置１とセンサＰＩＣ１またはＰＩＣ２とが送信された信号たとえば論理値「０」を相互に受信し合うだけでなく、センサたとえばＰＩＣまたはＰＩＣ２も他のセンサたとえばＰＩＣ２またはＰＩＣ１の信号を受信することである。これによりセンサＰＩＣ１またはＰＩＣ２はたとえば、他のセンサＰＩＣ２またはＰＩＣ１が論理値「０」をバス６に加えたか否かを判定できるようになる。
【００３７】
次に、図２に示されている通信プロトコルを参照しながら図１による回路の動作について説明する。
【００３８】
ＰＩＣ１，ＰＩＣ２からそこで検出されたイベントもしくはそれらの値たとえばロボットの衝突の圧力値を制御装置１へ伝送すべきとき、たとえばセンサのマイクロコントローラのレジスタ内に存在するセンサのデータが、個々の接続コンポーネント１１；１３もしくは１７；１９を介してバス６へ加えられる。
【００３９】
センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２は衝突の圧力値を有しており、最も重要な値すなわち最大圧力値が優位となって通すことができるようにすべきであるので、センサに含まれている値もしくは圧力値は送信前にたとえばマイクロコントローラにおいてＮＯＴ演算され、もしくは１ｂｙｔｅ伝送であればＦＦ（２進数の１１１１１１１１）とＥＸＯＲ結合される。
【００４０】
その結果、たとえば圧力値６３（これは１０進数表記、２進数表記の００１１１１１１に対応）に関して、図２の最上列に矩形信号として表されているＮＯＴ演算された値１１００００００が生じる。センサＰＩＣ２の圧力値７２（これは１０進数表記、２進数表記の０１００１０００に対応）は、図２のまん中の列に矩形信号として示されているように１０１１０１１１となる。
【００４１】
たとえばセンサＰＩＣ１とセンサＰＩＣ２から制御装置１への情報伝送の同期合わせのために用いられるスタート信号（論理値「０」もしくは負または正の側縁）に続いて、同時にセンサＰＩＣ１とＰＩＣ２の個々の圧力値がビットごとに７−６−５−４−３−２−１−０の順序でバス６へ供給される。
【００４２】
前述のとおりバス６は「０」優位であるので、センサＰＩＣ１またはＰＩＣ２の論理値「０」が優位となり、最初の論理値「０」たとえばセンサＰＩＣ２のビット６が優位となってバス６に生じることになる。この論理値「０」は制御装置１によってだけでなく他のセンサＰＩＣ２よっても、あるいはバスにつながっているさらに別の残りのセンサによっても、それらの受信入力側ＲＸを介して検出される。
【００４３】
この値（論理値「０」）が個々のセンサの出力側ＴＸにおいてその時点で送信されているビット値とは異なる場合には、そのセンサは送信を中止する。入力側ＲＸが「０」であり出力側ＴＸがそれとは異なる値であるこのような事例を検出するためのこの種のロジックは、たとえばゲートによってあるいはマイクロコントローラのマイクロプログラムとして実現できる。したがって図２に示した実施例の場合にはセンサＰＩＣ１が送信を中止するけれども、このことは図面ではわからない。なぜならば図面を見やすくする理由でセンサＰＩＣ１とＰＩＣ２に記憶されている圧力値が論理的に描かれており、出力側ＴＸもしくはバス６に生じている信号は描かれていないからである。
【００４４】
センサＰＩＣ１がビット６の伝送中に送信を中止した後、センサＰＩＣ２の後続のビット５〜０をセンサＰＩＣ１に含まれている値とは無関係に、バス６を介して制御装置１もしくはその入力側ＲＸへ伝送することができる。
【００４５】
したがって回路に任意に多くのセンサが設けられていても１つまたは複数のセンサのうち最大の値つまり最も重要な値が優位となって生じることになる。この場合、複数のセンサにおける最大値が同一状態で生じることも考えられ、その結果として本発明に従い高速かつ確実に制御装置１へ伝送される最大値もしくは最重要値が生じていることはわかるけれども、どのセンサにその値が存在しているのかはわからない。このためその時点ではこの種の値の発生した個所または場所はわからない。しかしながらこのことは簡単なやり方で、圧力値の伝送に続いてセンサに対し一義的なＩＤ値たとえばやはり１ｂｙｔｅ形式のＩＤを伝送することによって可能となる。この場合も最大圧力値について述べたのと同様、特定のＩＤ値たとえば最大のＩＤ値だけが優位となって生じる。
【００４６】
やはりスタートビットを用いてもう一度同期合わせ可能なこの伝送後、制御装置１は最も重要な値だけでなくそれが発生した場所もしくは個所も知ることになる。この目的でＩＤの問い合わせまたは共通の問い合わせ「圧力値とＩＤ」を、いずれのセンサももはや送信しなくなるまで繰り返すことができる。
【００４７】
ここで必要とされるのは、それぞれ最上位のＩＤつまりはやはり最も重要な値をもつセンサはその値を制御装置１へ伝送した後では遮断され、もしくは以降のＩＤ問い合わせにおいてはもはや送信しないことである。
【００４８】
これはたとえば、センサＰＩＣ２のデータ関連値とＩＤが制御装置１へ伝送された後、そのデータ関連値を最小値（たとえば００００００００、それを反転した１１１１１１１１など）にセットすることにより行うことができる。これによって次のデータ問い合わせにあたり、データ関連値に関してつまりはバス上の優位性に関してこのセンサは他のものよりも上まわらず、その結果、（他のセンサＰＩＣ１）の次に高い値が優位となって制御装置１に到達することになる。その際、センサはバスのところにあるその受信入力側ＲＸで持続的に「モニタリングする」ことにより、優位性を得るのに成功したことつまりは自身のデータ関連値（ＤＲ値）および場合によってはＩＤ値を首尾よく伝送できたことを判定可能であり、それによってそのセンサは（それに続く遮断もしくはレジスタのゼロセットのために）、バス６において他のセンサに対し自分だけが優位性を得たことを知るようになる。
【００４９】
このことをバス６に接続された３つのセンサおよび同期伝送による例に基づき詳しく説明する。
【００５０】
制御装置１による最初の問い合わせ：
センサ１：
ＤＲ値：０００００１１０反転値：１１１１１００１送信値：１１１１１００１
ＩＤ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１０
このセンサは送信にあたりバス６において優位性を得る。バス６における値はこのセンサが送信したい値と一致する。したがってこのセンサはこの伝送の「勝者」だったことを知る。この伝送後、このセンサはそのデータ関連値（ＤＲ値）を００００００００にセットする。
【００５１】
センサ２：
ＤＲ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１１
ＩＤ値：０００００１１０反転値：１１１１１００１送信値：１１１１１１１１
このセンサはＤＲ値が低すぎたことを検知する。そしてこのセンサはＤＲ値のビット１（右から２番目、センサ１も参照）以降はバス６から撤退し、「１」もしくは（１１．．．）だけを殊に共通のＩＤ値のために送信する。
【００５２】
センサ３：
ＤＲ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１１
ＩＤ値：０００００１００反転値：１１１１１０１１送信値：１１１１１１１１
このセンサはＤＲ値が低すぎたことを検知する。そしてこのセンサはＤＲ値のビット１以降はバス６から撤退し、「１」だけを殊に共通のＩＤ値のために送信する。
【００５３】
ＰＣもしくは制御装置１において受信された値：
ＤＲ値：１１１１１００１反転値：０００００１１０＝センサ１の圧力値
ＩＤ値：１１１１１０１０反転値：０００００１０１＝センサ１のＩＤ値
２番目に重要な値の問い合わせ：
センサ１：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１１１１
このセンサは（リセットされた）ＤＲ値が低すぎたことを検知する。そしてこのセンサはＤＲ値のビット２（右から３番目、センサ２と３も参照）以降はバス６から撤退し、「１」だけを殊に共通のＩＤ値のために送信する。
【００５４】
センサ２：
ＤＲ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１０
ＩＤ値：０００００１１０反転値：１１１１１００１送信値：１１１１１００１
このセンサは送信にあたりバス６において優位性を得る。バス６における値はこのセンサが送信したい値と一致する。したがってこのセンサはこの伝送の「勝者」だったことを知る。この伝送後、このセンサはそのデータ関連値（ＤＲ値）を００００００００にセットする。
【００５５】
センサ３：
ＤＲ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１０
ＩＤ値：０００００１００反転値：１１１１１０１１送信値：１１１１１０１１
このセンサは自身のＤＲ値が送信を成功させるのに十分高かったことを検知する。つまりこのセンサは他のいずれのセンサもそれよりも高いデータ関連値をもっていないことを知る。しかしそれにもかかわらず、他のセンサが等しいＤＲ値をもっている可能性がある（この例の場合）。この状況を解消する目的でＩＤ値が伝送される。その際にこのセンサは、同じＤＲ値をもつ他のセンサの方がもっと強い優位性をもつＩＤを有していることを検出する。したがってこのセンサはＩＤのビット１以降はバス６から撤退し、「１」だけを送信する。
【００５６】
ＰＣもしくは制御装置１において受信された値：
ＤＲ値：１１１１１０１０反転値：０００００１０１＝センサ２の圧力値
ＩＤ値：１１１１１００１反転値：０００００１１０＝センサ２のＩＤ値
３番目に重要な値の問い合わせ：
センサ１：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１１１１
このセンサは（リセットされた）ＤＲ値が低すぎたことを検知する。そしてこのセンサはＤＲ値のビット２（右から３番目、センサ３も参照）以降はバス６から撤退し、「１」だけを殊に共通のＩＤ値のために送信する。
【００５７】
センサ２：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１１０反転値：１１１１１００１送信値：１１１１１１１１
このセンサは（リセットされた）ＤＲ値が低すぎたことを検知する。そしてこのセンサはＤＲ値のビット２（右から３番目、センサ３も参照）以降はバス６から撤退し、「１」だけを殊に共通のＩＤ値のために送信する。
【００５８】
センサ３：
ＤＲ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１０
ＩＤ値：０００００１００反転値：１１１１１０１１送信値：１１１１１０１１
このセンサは送信にあたりバス６において優位性を得る。バス６における値はこのセンサが送信したい値と一致する。したがってこのセンサはこの伝送の「勝者」だったことを知る。この伝送後、このセンサはそのデータ関連値（ＤＲ値）を００００００００にセットする。
【００５９】
ＰＣもしくは制御装置１において受信された値：
ＤＲ値：１１１１１０１０反転値：０００００１０１＝センサ３の圧力値
ＩＤ値：１１１１１０１１反転値：０００００１００＝センサ３のＩＤ値
４番目に重要な値の問い合わせ：
センサ１：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１０１反転値：１１１１１０１０送信値：１１１１１０１１
すべてのセンサは自身が可能なかぎり最高のＤＲ値をもっていることを検知するが、他のいくつのセンサが同じ値をもっているかは知らない。ＩＤの送信にあたり最も強いＩＤをもつセンサが優位となる。このセンサはＩＤのビット１以降になって、他のセンサの方が強い（つまりもっと強いＩＤを有している）ことを検知し、それ以降は「１」だけを送信する。
【００６０】
センサ２：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１１０反転値：１１１１１００１送信値：１１１１１００１
すべてのセンサは自身が可能なかぎり最高のＤＲ値をもっていることを検知するが、他のいくつのセンサが同じ値をもっているかは知らない。ＩＤの送信にあたり最も強いＩＤをもつセンサが優位となる。このセンサは自身のＩＤがバスにおいて優位性を得たことを検知する。
【００６１】
センサ３：
ＤＲ値：００００００００反転値：１１１１１１１１送信値：１１１１１１１１
ＩＤ値：０００００１００反転値：１１１１１０１１送信値：１１１１１０１１
すべてのセンサは自身が可能なかぎり最高のＤＲ値をもっていることを検知するが、他のいくつのセンサが同じ値をもっているかは知らない。ＩＤの送信にあたり最も強いＩＤをもつセンサが優位となる。このセンサはＩＤのビット１以降になって、他のセンサの方が強い（つまりもっと強いＩＤを有している）ことを検知し、それ以降は「１」だけを送信する。
【００６２】
ＰＣもしくは制御装置１において受信された値：
ＤＲ値：１１１１１１１１反転値：００００００００＝最小のＤＲ値
ＩＤ値：１１１１１００１反転値：０００００１１０＝センサ２のＩＤ値
ＰＣはセンサ２のＩＤが２度目の送信を行ったことを検知する。このことはデータ関連値からも識別できる。なぜならば可能なかぎり小さいＤＲ値（００００００００）が圧力測定の結果となるはずがないからである。そのためこのことを見分けることができるようにする目的で、測定された圧力に対しては必ず「１」を加えることができる。
【００６３】
その際、ＩＤ伝送を圧力値の伝送と同様、制御装置１の問い合わせに応じて行うようにすることができ、たとえばビット、負または正のクロック側縁、特別なバイトなどの形態のスタート信号の伝送により行うことができる。
【００６４】
さらにたとえば次のようにすることも可能である。すなわちセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２等が、少なくとも１つのセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２が衝突を検出するとただちに自発的に送信を開始し、残りのセンサによりスタートビットとして検出される負のクロック側縁または低レベル信号をバス６に供給し、それによってバス６につながっているすべてのセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２等が時間的に同期してそれらがもっている圧力値を伝送し始めるようになる。当然ながら、そもそも衝突を検出したセンサだけが送信を開始するように構成してもよい。
【００６５】
本発明の有利な実施形態によれば、新たに同期合わせをせずにＩＤ伝送が行われる。この場合、ＤＲ値つまり圧力値伝送のための同期合わせが利用され、ＩＤ伝送の開始前に規定の遅延時間が設けられる。典型的にはセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２は一例として、制御装置１から送信されたスタートビット（Ｔｓ）たとえば送信された最初のバイトの時点を測定し、ＤＲ値をその後の規定の時点にそのようにして同期合わせして（同時に）伝送することにより応答する（Ｔｓ＋Ｔ１）。それ以降、センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２は同期合わせが不要となり、規定された遅延（Ｔｓ＋Ｔ１＋Ｔ２）を伴ってそれらのＩＤ値を送信する。したがってＤＲ値の伝送とＩＤ値の伝送との間で新たな同期合わせは必要ない。とはいえセンサのタイムベースが悪い場合にはセンサは規定時間待機し、その後、ＩＤ値の伝送の同期合わせのためスタートビットの送信を始めることができる。この場合、センサがスタートビットの発生についてバス６をモニタリングする待機プロセスを中止することができ、したがって（新たな）同期合わせを達成することができる。
【００６６】
センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２と制御装置１との間で本発明に従って高速にデータ伝送を行うために有利であるのは、市販されている低コストのコンポーネント（大量生産品たとえばＰｈｉｌｉｐｓのＲＳ４８５またはＣＡＮドライバ）を利用することである。
【００６７】
公知の好適な規格ＲＳ２３２によってデータ伝送を行うことができる。この場合、ただ１つの論理的なデータ線を備えた低コストのバスシステムおよび一般的な接続コンポーネントもしくはバスドライバモジュールを利用して、バスにつながった複数のセンサをたとえばワイヤードＡＮＤ方式に従い制御装置１と接続できるようになる。たとえばデータプロトコルとして制御装置１の側で慣用のＲＳ２３２プロトコルを使用することができ、したがって有利にはこのシステムを数多くの既存のＰＣもしくはＲＳ２３２を装備した他の機器にプロトコルコンバータを用いずに（とはいえ場合によってはレベルコンバータを用いて）接続可能となる。
【００６８】
同様に、この回路においてたとえばマイクロコントローラを備えた低コストのセンサを利用することができる。それというのも、最も重要な値がまずはじめに単独でバスにおいて優位となりつまりはそれが制御装置１へ伝送されるようにした本発明の方式によって、回路を低コストで実現したにもかかわらず十分な高速性と確実性が保証されるからである。
【００６９】
当然ながらこのシステムの場合には最小のケーブル配線の手間と最も安価な電子モジュールで、センサたとえばマイクロコントローラのレジスタのリセット、センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の較正などその他の機能を実現することもできる。
【００７０】
制御装置１の要求に応じてたとえば特別なバイト（もちろん要求バイトごとに異なる）の伝送によりセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２のリセットをトリガすることができるし、さらに他の特別なバイトの伝送により（たとえばタイムベースおよび／またはセンサ感度ないしはセンサにおいて圧力値を計算する数学関数の）較正プロセスなどをトリガすることができる。
【００７１】
さらにシステム全体の機能に関するテストも可能であり、その場合、衝突なく圧力値および／または一義的なＩＤ値が制御装置１へ伝送され、そのようにしてすべてのセンサＰＩＣ１，ＰＩＣ２等および伝送区間の機能をチェックすることができる。
【００７２】
センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２の価値を個々の用途に可能なかぎり最適に整合させる目的でさらに考えられるのは、ＩＤ値をセンサの場所ないしは個所の重要性に従いたとえば降順に配分するだけでなく、センサＰＩＣ１，ＰＩＣ２等において検出された衝突値も設定可能な関連値と線形または非線形の関数で結合することであり、そのようにすることで衝突に対する圧力値がその関連値と関数と本来のセンサ値に依存して生じるようになり、その後、これが制御装置１へ伝送される。
【００７３】
本発明によれば、特定のセンサを所期のようにそのセンサのＩＤの伝送により応答させることも可能である。この場合、制御装置１はまずはじめにコマンド（たとえば「自己情報を送れ」）を送信し、その後、要求されたセンサのＩＤが送信される一方、他のすべてのセンサはこの伝送には関与しない。
【００７４】
さらにこの装置および方法に「セルフモード」を統合させることも可能であり、それによれば特定のイベント（たとえば０００００００００００００００００）が発生したときに他のすべての伝送に対して優位性をもつ（たとえばＲＳ２３２プロトコルの）ブレーク信号が送信される。この場合、各センサごとにリアクション閾値を設けることができ、これは制御装置１によりセット可能である。センサが「セルフ通報モード」に切り替えられた後、あるセンサにおいてこのリアクション閾値（データ関連閾値）を上まわると、そのセンサは自分自身で（制御装置１による要求がなくても）たとえば００００００００を送信する。複数のセンサが同時に送信したとしても、やはり００００００００あるいはもっと長い周期が結果として発生し、そのような長い周期も制御装置１によって識別可能である（たとえばＲＳ２３２プロトコルによるブレーク信号）。センサがそれらの受信入力側ＲＸを介して００００００００を受信すると、それらｎセンサは既述の通常の通信モードに戻る。したがって制御装置１が１つのセンサあるいは接続されているすべてのセンサの値（たとえば衝突圧力）を持続的に問い合わせる必要がなく、シリアルインタフェース（ＲＳ２３２）に信号が到来するのを待っていればよい。制御装置１がこのような信号を受け取ると、この制御装置は既述の方式により最も強いもしくは最も重要な圧力値について問い合わせる。この場合、制御装置１はこの「セルフモード」を早めに中止することもでき、その際にはたとえばそれ自身が００００００００を送信する。
【００７５】
また、まえもって設定可能な特定の期間にわたり問い合わせされなかったセンサがいっそう長い０周期によってそのことを気づかせるように構成することも可能である。その場合、この信号は他のプロセスとは無関係に制御装置１によりブレーク信号として受信される。
【００７６】
ロボットおよび衝突についてこれまで説明してきた方法によれば、本発明によるデータ伝送方式に従いそれらの重要性に依存して最も低コストの実現手法で、少なくとも最も重要な値を十分な速度と確実性を伴い制御装置１において後続処理のために得ることができるようになる。
【００７７】
当然ながら本発明による方法ならびに回路は図示の実施例に限定されるものではなく以下のような様々な適用分野で利用することができる。すなわち複数の物体が互いに相対的に運動を実行したり間隔を設定したり衝突を避けたりするようなところや、たとえば地震、風速等を測定してそれらのデータを中央制御装置へ伝送するための定置システムにおいても利用することができる。
【００７８】
その際に有利には、センサデータ相互間の重要性もしくは関連性についての既述の競合および送信中のセンサもしくはバスに接続されているセンサの（その競合に依存しそれに従うダイナミックな）最重要値の優位性獲得によって、慣用のシステムよりもそれらの情報をいっそう高速に得ることができるようになり、その結果、有利には比較的低速で単純かつ低コストの伝送用システム（バスシステム、接続コンポーネント、センサ等）を利用できるようになる。本発明の意味においてはセンサとは非常に広い範囲で捉えられるべきものであってたとえば、少なくとも１つの受信入力側ＲＸと少なくとも１つの送信出力側ＴＸを備えた入力装置をも含むものである。
【００７９】
ここではっきりと述べておくと、本発明によればバスに接続されているすべてのセンサのうち最も強いデータ関連値が（センサ）値の同期合わせされたもしくは同時の伝送にあたり優位性を獲得し、そのデータ関連値にデータ値が含まれており、あるいはそのデータ関連値はデータ値とパラメータ関数とに依存するものである。したがって伝送にあたり重要性もしくは優先度はデータ自体に依存しており、このことは本発明によればデータの可変またはダイナミックな重要性もしくは優先度と捉えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による回路の基本回路図である。
【図２】図２は図１による回路の通信プロトコルを示すダイアグラムである。

Claims

データバス（６）を介して制御装置（１）へ複数のセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のデータを伝送する方法において、
ａ）センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）内でデータ関連値を求め、
ｂ）センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のデータ関連値をバス（６）へ加え、
ｃ）センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のうち最大のデータ関連値だけを制御装置（１）へ伝送することを特徴とする、
データを伝送する方法。
センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のデータ関連値を、センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）においてイベントが検出されたとき、および／または制御装置（１）または他のセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）の問い合わせに応じてバス（６）へ加える、請求項１記載の方法。
前記ステップｃ）に続いて、
ｄ）少なくとも１つのセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）のＩＤ値をバス（６）へ加え、ただ１つの最も重要なＩＤ値だけを制御装置（１）へ伝送する、請求項１または２記載の方法。
制御装置（１）に伝送された値が所定の閾値を下回るまで前記のステップａ）からｄ）を反復し、ＩＤ値の伝送されたセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）は送信を中止する、請求項３記載の方法。
複数のセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）とデータバス（６）と制御装置（１）が設けられている、請求項１から４のいずれか１項記載の方法を実施するための回路において、
センサはデータバス（６）を介してワイヤードＡＮＤ方式で制御装置（１）と接続されていて、１つのセンサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）の１つのデータだけが優位性を得ることを特徴とする回路。
前記センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）は、接続コンポーネント（３：５，１１：１３，１７；１９）を介してバス（６）と接続された送信出力側（ＴＸ）と受信入力側（ＲＸ）と制御装置を有しており、該制御装置は送信出力側（ＴＸ）と受信入力側（ＲＸ）とで信号が異なれば送信出力側（ＴＸ）に中性の信号（論理値「１」）を割り当てる、請求項５記載の回路。
前記バス（６）はただ１つの論理的なデータ線を有する、請求項５または６記載の回路。
前記バス（６）は「０」が優位または「１」が優位となるよう、またはワイヤードＯＲとして構成されている、請求項５から７のいずれか１項記載の回路。
前記バス（６）は電気的にＣＡＮバスとして構成されている、請求項５から８のいずれか１項記載の回路。
各センサ（ＰＩＣ１，ＰＩＣ２）は制御装置（１）に伝送可能な一義的なＩＤ値を有する、請求項５から９のいずれか１項記載の回路。
前記制御装置（１）はＲＳ２３２互換として構成されている、請求項５から１０のいずれか１項記載の回路。