JP2005037152A - センサユニット - Google Patents

Abstract

【課題】マトリクス状に配置された感圧センサからアナログ量を取り出すセンサユニットにおいて、処理時間が短かく検出制御及び増設が比較的容易なセンサユニットの提供。
【解決手段】感圧センサ回路１と、当該感圧センサ回路１のアナログ出力を採取してデジタル値に変換して保持する検出手段２と、下位のセンサユニットからの配信データを受信し保持する受信手段４と、前記デジタル値に前記感圧センサ回路１の位置座標を与えて採取データを形成すると共に、受信した配信データにその単位データブロックとして前記採取データを加え新たな配信データを形成するデータ形成手段５と、前記新たな配信データを上位のユニットへ送信する送信手段６を備えたセンサユニット。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、感圧センサを用いたセンサユニットに関するものであって、特に、マトリクス状の配置に適したセンサユニットの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、車両用の座席に着座者がいるか否か、又は、着座者の体型を検知してエアバッグの使用を判断する検出装置として、感圧センサをマトリクス状に配置し一定の領域における圧力量及び圧力分布を検知する手法が広く紹介されてきた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−４８６５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の手法にあっては、マトリクス状に配置された複数の感圧センサのアナログ出力を単一のコントローラによって処理する形態であって、しかも、それらの感圧センサを個々選択的にセンスする手法が採られていた為に、圧力分布のみを検知するならばともかく、圧力量をも検出しようとする場合においてアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換に要する処理時間の長さ、検出制御の煩雑さ、及び増設の困難さが問題となっていた。
【０００５】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、マトリクス状に配置された感圧センサからアナログ量を取り出すセンサユニットにおいて、処理時間が短かく検出制御及び増設が比較的容易なセンサユニットの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為になされた本発明によるセンサユニットは、感圧センサ回路と、当該感圧センサ回路のアナログ出力を採取してデジタル値に変換して保持する検出手段と、下位のセンサユニットからの配信データを受信し保持する受信手段と、前記デジタル値に前記感圧センサ回路の位置座標を与えて採取データを形成すると共に、受信した配信データにその単位データブロックとして前記採取データを加え新たな配信データを形成するデータ形成手段と、前記新たな配信データを上位のユニットへ送信する送信手段を備えたことを特徴とする。尚、各センサユニットに備える感圧センサユニットは単数であっても良いし、複数であっても良い。
【０００７】
例えば、前記データ形成手段に、自己の位置座標として所定の初期値を設定し、受信した前記配信データの単位データブロックに含まれた位置座標に１を加算する（あるいは減じる）位置設定手段を設けた構造を採っても良い。
【０００８】
前記位置座標が行及び列による二次元座標となる場合には、行及び列における下位のセンサユニットから配信データを受信し保持する受信手段と、行における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロックに含まれた行座標に１を加算し（あるいは減じ）、列における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロックに含まれた列座標に１を加算する（あるいは減じる）位置設定手段と、前記新たな配信データを前記行及び列における上位のユニットへ送信する送信手段を備えたセンサユニットが挙げられる。尚、前記下位とは、メインコントローラから数えて連結順として遠い位置に存在することを意味し、上位とは、メインコントローラから数えて連結順として近い位置に存在することを意味する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるセンサユニットの実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に示すセンサユニットは、感圧センサ回路１とコントローラ９とで一単位の制御機能付きセンサユニットを構成したものである。
【００１０】
前記コントローラ９には、例えば、前記感圧センサ回路１のアナログ出力を採取してデジタル値に変換して保持する検出手段２と、下位のセンサユニットからの配信データを受信し保持する受信手段４と、前記デジタル値に前記感圧センサ回路１の位置座標を与えて採取データを形成すると共に、受信した配信データにその単位データブロックとして前記採取データを加え新たな配信データを形成するデータ形成手段５と、前記新たな配信データを上位のユニットへ送信する送信手段６が備えられている（図２参照）。
【００１１】
前記検出手段２は、前記感圧センサ回路１に接続され当該感圧センサ回路１の出力に応じたデジタル値を形成する為のＡ／Ｄコンバータを備えている。また、前記受信手段４は、行方向及び列方向の二手に存在する他のセンサユニットから受信し得る様に、行シリアル受信ポートＲＸＤ１及び列シリアル受信ポートＲＸＤ２を備えており、前記送信手段６は、他のセンサユニットに送信する行シリアル送信ポートＴＸＤ１及び列シリアル送信ポートＴＸＤ２を備えている（図３参照）。
【００１２】
上記センサユニットは、マトリクス状に複数配置されメインコントローラ１０によりそれらの配信データを一括管理されることによって、広範囲の圧力量及び圧力分布を検出することが可能となる。
【００１３】
前記センサユニットのコントローラ９は、比較的簡易なコンピュータシステムであって、プログラムに従い、その検出手段２に対して感圧センサ回路１からの圧力データの採取指令を与えると共に、前記受信手段４に対して、下位に存在する他のセンサユニットからの配信データを受信すべく受信指令を与える。更に、コントローラ９は、そのデータ形成手段５に対して位置形成指令を与えると共に、データ連結指令を与え、最後に前記行列シリアル送信ポートＴＸＤ１，ＴＸＤ２に対し、上位に存在する他のセンサユニットへ新たな配信データを送信すべく送信指令を与える（図２（ロ）参照）。
【００１４】
前記各センサユニットの検出手段２は、前記採取指令によって前記感圧センサ回路１のアナログ出力をＡ／Ｄコンバータに取り入れ、当該Ａ／Ｄコンバータから出力されたデジタルデータたる圧力データをメモリに保持する。前記受信手段４たる行列シリアル受信ポートＲＸＤ１，ＲＸＤ２は、前記受信指令を受けて、下位に存在する他のセンサユニットからの配信データを受信しメモリに保持する。
【００１５】
前記データ形成手段５は、前記位置形成指令を受けて位置設定手段８を稼働し、行列上における自己（センサユニット）の位置座標（ｘ，ｙ）として初期値（０，０）を設定し、当該位置座標（０，０）と前記圧力データとを一組に結合して当該センサユニットの採取データを形成する。
【００１６】
また、行及び列における下位のセンサユニットから受信した配信データについて、行における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロック７に含まれた行座標（ｘ座標）に１を加算し、列における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロック７に含まれた列座標（ｙ座標）に１を加算して各データブロック７に含まれた位置座標（ｘ、ｙ）を更新する。
【００１７】
更に、当該データ形成手段５は、前記データ連結指令を受けて、前記採取データを、一連のシリアルデータたる単数又は複数の単位データブロック７の一つとして下位のセンサユニットから受信した配信データと連結し新たな配信データを形成する。前記送信手段６は、前記送信指令を受けて、当該新たな配信データを上位のセンサユニットへ送信する。
【００１８】
例えば、図４の様に、全てのセンサユニットの採取データの解析処理をメインコントローラ１０に依存する形で前記センサユニットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの四つを二行×二列で配置し、左に位置するセンサユニットＡ，Ｃの行シリアル受信ポートＲＸＤ１と、右に位置するセンサユニットＢ，Ｄの行シリアル送信ポートＴＸＤ１を一対一で繋ぎ、左に位置するセンサユニットＡの列シリアル受信ポートＲＸＤ２と、同じく左に位置するセンサユニットＣの列シリアル送信ポートＴＸＤ２を繋いだ例を挙げ、各センサユニットの検出手段２で取り込んだ圧力データを、それぞれ、センサユニットＡ：１０，センサユニットＢ：２０，センサユニットＣ：３０，センサユニットＤ：４０として動作を説明する。
【００１９】
各センサユニットのコントローラ９が、前記検出手段２に対して圧力データの採取指令を与えると、各センサユニットの前記検出手段２は各感圧センサ回路１から取り込んだ圧力データをメモリに保持する。続いて、前記行列シリアル受信ポートＲＸＤ１，ＲＸＤ２に対して、下位に存在する他のセンサユニットからの配信データを受信すべく受信指令を与える。これによって、各センサユニットの行列シリアル送信ポートＴＸＤ１，ＴＸＤ２から出力されている配信データが上位のセンサユニットの行列シリアル受信ポートＲＸＤ１，ＲＸＤ２から取り入れられ、メモリに保持される。
【００２０】
ここで、前記センサユニットＢとセンサユニットＤにおいては、共に行列シリアル受信ポートに他のセンサユニットは接続されておらず、よって、前記採取指令により取り込まれる前記センサユニットＢの採取データは、前記両センサユニットの位置設定手段８の処理を受けて、ｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝２０となり、センサユニットＤの採取データは、ｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝４０となる。両者は、共に受信指令により受信される配信データは無く、これらセンサユニットＢ及びセンサユニットＤにおいては、各々の採取データのみが、前記送信指令により、それらの行シリアル送信ポートＴＸＤ１及び列シリアル送信ポートＴＸＤ２から速やかに出力される（図５参照）。
【００２１】
センサユニットＣにあっては、列シリアル受信ポートＲＸＤ２に他のセンサユニットは接続されていないが、行シリアル受信ポートＲＸＤ１にセンサユニットＤが接続されている。先ず、前記採取指令によりセンサユニットＣに取り込まれた採取データは、前記の如く位置座標の初期値と組み合わされて、ｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝３０となる（図６参照）。
【００２２】
一方、前記受信指令によりセンサユニットＣに取り込まれた配信データは、行方向の下位に位置する前記センサユニットＤの採取データであるところのｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝４０となるところであるが、前記ブロックＤの行シリアル送信ポートＴＸＤ１から送信されていた配信データは、行方向の上位に存在する他のセンサユニットＣに取り込まれたことで、当該センサユニットＣの位置設定手段８の処理をうけ、当該配信データの位置座標（ｘ，ｙ）のｘ座標に１が加えられて、ｘ＝０＋１＝１，ｙ＝０，ｓ＝４０となる。
【００２３】
当該センサユニットＣにおいては、前記採取データ及び配信データが、前記送信指令により、当該センサユニットＣの行シリアル送信ポートＴＸＤ１及び列シリアル送信ポートＴＸＤ２から速やかに出力される。
【００２４】
センサユニットＡは、行シリアル受信ポートＲＸＤ１及び列シリアル受信ポートＲＸＤ２に他のセンサユニットＢ及びセンサユニットＣが接続されているので、その双方から配信データを受信することとなる。先ず、前記採取指令によりセンサユニットＡに取り込まれた採取データは、当該センサユニットＡの位置設定手段８の処理を受けて、ｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝１０となる（図７参照）。
【００２５】
一方、前記受信指令によりセンサユニットＡに取り込まれた配信データは、前記センサユニットＢ及びセンサユニットＣからのものとなる。前記センサユニットＢからの配信データは、行方向の下位に位置する前記センサユニットＢからの配信データであるところのｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝２０となるところであるが、これらは、行方向の上位に存在する他のセンサユニットＡに取り込まれたことで、当該センサユニットＡの位置設定手段８の処理を受けるので、各配信データの位置座標（ｘ，ｙ）のｘ座標にそれぞれ１が加えられて、ｘ＝１，ｙ＝０，ｓ＝２０となる（図７参照）。
【００２６】
更に、前記受信指令によりセンサユニットＣからセンサユニットＡに取り込まれた配信データは、列方向の下位に位置する前記センサユニットＣからの配信データであるところのｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝３０及びｘ＝１，ｙ＝０，ｓ＝４０となるところであるが、これらは、列方向の上位に存在する他のセンサユニットＡに取り込まれたことで、当該センサユニットＡの位置設定手段８の処理を受けるので、各配信データの位置座標（ｘ，ｙ）のｙ座標にそれぞれ１が加えられて、ｘ＝０，ｙ＝１，ｓ＝３０及びｘ＝１，ｙ＝１，ｓ＝４０となる。
【００２７】
当該センサユニットＡは、行シリアル送信ポートＴＸＤ１には他のセンサユニットが接続されず、列シリアル送信ポートＴＸＤ２に前記メインコントローラ１０が接続されているので、これら四つのセンサユニットの採取データ全て、即ち、ｘ＝０，ｙ＝０，ｓ＝１０、ｘ＝１，ｙ＝０，ｓ＝２０、ｘ＝０，ｙ＝１，ｓ＝３０、及びｘ＝１，ｙ＝１，ｓ＝４０が、前記データ形成手段５の処理により新たな配信データとして連結され、送信手段６からメインコントローラ１０へ与えられることとなる。
【００２８】
前記メインコントローラ１０は、上記の様な配信データを適宜サンプリングし解析して一定領域の加圧状況による種々の制御を行うこととなる。尚、前記センサユニットに設ける感圧センサ回路１は図８に示す様に複数であっても良く、その場合は、その感圧センサ回路１の数だけ前記検出手段２を設け、コントローラによる処理時間が長くなったり、検出制御が煩雑になったりしないように考慮することが望ましい。
【００２９】
この様に、列方向への通信線を幹線とし行方向への通信線を枝線としたセンサユニット（行方向への通信線を幹線とし列方向への通信線を枝線としたセンサユニットでも良い。）のネットワークを形成してメインコントローラ１０に前記幹線を接続し、各センサユニットのコントローラ９が、それぞれの前記検出手段２に対して採取データの採取指令を与えると共に、下位に存在する他のセンサユニットからの配信データを受信すべく前記行列受信手段（行シリアル受信ポートＲＸＤ１及び列シリアル受信ポートＲＸＤ２等）に対して受信指令を与え、前記採取データを配信データと共に、上位に存在する他のセンサユニットへ新たな配信データとして採取データ群を送信すべく前記行列送信手段（行シリアル送信ポートＴＸＤ１及び列シリアル送信ポートＴＸＤ２等）に対して送信指令を与える構成を採ることによって、前記感圧センサ回路１によって圧力を検出すべき領域の規模を必要に応じて変化させることが容易となり、複数のセンサユニットから得られた情報をメインコントローラ１０へ集約させて集中制御をすることが可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のごとく本発明によるセンサユニットによれば、単数或いは少数の感圧センサ回路について専用の検出手段が設けられることによって、アナログ出力のＡ／Ｄ変換に要する処理時間が短縮でき、検出制御の煩雑さや増設の困難さを緩和することができる。
【００３１】
また、従来のマトリクス方式のセンサユニットは、予め定められた行数×列数の感圧センサ回路による制御しか行えないが、上記受送信手段、及び位置設定手段を含んだデータ形成手段を備えた構成を採ることによって、任意の数の感圧センサ回路をマトリクス状に適宜連結して用いて使用出来るため、柔軟に様々なシステムに対応出来る。
【００３２】
また、従来のマトリクス方式では感圧センサ回路を増設するにあたって、感圧センサ回路を一つ増設する毎に制御線や電源線或いは出力線など多くの配線が必要となるが、本発明によるセンサユニットによれば、各センサユニット毎に採取データが整理されて他のセンサユニットやメインコントローラへ通信手段を介して手渡されるので、各センサユニットやメインコントローラが多くの受送信ポートを必要とすることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるセンサユニットの一例を示す説明図である。
【図２】（イ）（ロ）
（イ）は、本発明によるセンサユニットのコントローラの一例を示すブロック図である。（ロ）は、本発明によるセンサユニットのコントローラの処理フローの一例を示す説明図である。
【図３】本発明によるセンサユニットの一例を示す実施態様図である。
【図４】本発明によるセンサユニットの一例を示す実施態様図である。
【図５】本発明によるセンサユニットの受送信態様の一例を示す説明図である。
【図６】本発明によるセンサユニットの受送信態様の一例を示す説明図である。
【図７】本発明によるセンサユニットの受送信態様の一例を示す説明図である。
【図８】本発明によるセンサユニットの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 感圧センサ回路，２ 検出手段，
４ 受信手段，
５ データ形成手段，６ 送信手段，
７ 単位データブロック，８ 位置設定手段，
９ コントローラ，１０ メインコントローラ，

Claims (3)

1. 感圧センサ回路（１）と、当該感圧センサ回路（１）のアナログ出力を採取してデジタル値に変換して保持する検出手段（２）と、下位のセンサユニットからの配信データを受信し保持する受信手段（４）と、前記デジタル値に前記感圧センサ回路（１）の位置座標を与えて採取データを形成すると共に、受信した配信データにその単位データブロックとして前記採取データを加え新たな配信データを形成するデータ形成手段（５）と、前記新たな配信データを上位のユニットへ送信する送信手段（６）を備えたセンサユニット。
2. 前記データ形成手段（５）に、自己の位置座標として所定の初期値を設定し、受信した前記配信データの単位データブロック（７）に含まれた位置座標に１を加算する位置設定手段（８）を設けた前記請求項１に記載のセンサユニット。
3. 行及び列における下位のセンサユニットから配信データを受信し保持する受信手段（４）と、行における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロック（７）に含まれた行座標に１を加算し、列における下位から配信データを受信した場合には当該配信データの単位データブロック（７）に含まれた列座標に１を加算する位置設定手段（８）と、前記新たな配信データを前記行及び列における上位のユニットへ送信する送信手段（６）を備えた前記請求項２に記載のセンサユニット。

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