JP2006295557A

JP2006295557A - 通信装置

Info

Publication number: JP2006295557A
Application number: JP2005113667A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Mayumi; 伸夫真弓
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2005-04-11
Publication date: 2006-10-26
Also published as: US7804843B2; US20060235593A1

Abstract

【課題】マスター装置とスレーブ装置との間のデータ通信にともなって発生するノイズを低減することができる通信装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のエアバッグ装置１（通信装置）は、エアバッグＥＣＵ１００（マスター装置）と通信線１０１、１０２とスレーブセンサ１０３〜１１０（スレーブ装置）とから構成されている。スレーブセンサ１０３〜１０６は通信線１０１を、スレーブセンサ１０７〜１１０は通信線１０２を介して、それぞれエアバッグＥＣＵ１００に接続されている。エアバッグＥＣＵ１００は、通信線１０１、１０２の各々に、互いに異なるタイミングでデータ送信要求指令を送信する。これにより、各々の通信線における転送タイミングの同期がなくなり、データ通信にともなって発生するノイズを低減することができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、要求に応じてデータを送信する通信装置に関する。

近年、自動車において、車両制御の高精度化や高機能化が進んでいる。それにともなって、さまざまな車両情報を得るために、数多くのセンサが用いられるようになってきた。これらのセンサは、それぞれワイヤーハーネスを介して車両用制御装置に接続されている。そのため、ワイヤーハーネスの本数が増加し、それにともなって、重量やコストが増大するという問題があった。これに対し、複数のセンサを、共通の通信線を介して車両用制御装置に接続する構成がとられている。検出されたさまざまな車両情報は、シリアル転送によって車両用制御装置に伝達される。このように、通信線を介して情報を伝達する通信装置として、例えば、特開２００３−３２１５９号公報に開示されている通信装置がある。この通信装置は、マスターコントローラと、１組の通信線と、複数のスレーブコントローラとから構成されている。マスターコントローラは、スレーブコントローラ特定情報と要求情報を、通信線を介して複数のスレーブコントローラにシリアル転送する。スレーブコントローラ特定情報に該当するスレーブコントローラは、要求情報に対応した情報を、通信線を介してマスターコントローラにシリアル転送する。

ところで、センサの数がさらに増えると、車両情報の伝達効率を向上させるため、図８に示すように、複数のスレーブコントローラが接続された通信線を、複数組用いる構成がとられる。この場合、マスターコントローラは、例えば図９に示すように、複数の通信線の各々に、同一タイミングで、スレーブコントローラ特定情報と要求情報を送出する。スレーブコントローラ特定情報と要求情報は、図１０に示すように、マスターコントローラ内で生成されている所定周期のクロックに同期して１ビットずつ順次送出され、シリアル転送される。スレーブコントローラ特定情報に該当するスレーブコントローラは、例えば図１１に示すように、次回のスレーブコントローラ特定情報と要求情報が転送されるタイミングで、要求情報に対応した情報をマスターコントローラに送出する。要求情報に対応した情報は、図１２に示すように、次回のスレーブコントローラ特定情報と要求情報に同期して１ビットずつ順次送信され、シリアル転送される。
特開２００３−３２１５９号公報

そのため、スレーブコントローラ特定情報と要求情報、及び要求情報に対応した情報は、図１３に示すように、全ての通信線において、同一タイミングで、１ビットずつ順次送出されシリアル転送される。これらの情報は、電圧又は電流の変化として伝達されている。そのため、伝達される情報のビット毎の変化のタイミングが、全ての通信線において同期し、電圧又は電流の変化が大きくなり、ノイズが発生する。このノイズは、ラジオに影響を与え、雑音を発生させるという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、マスター装置とスレーブ装置との間のデータ通信にともなって発生するノイズを低減することができる通信装置を提供することを目的とする。

そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、複数の通信線の各々に、互いに異なるタイミングでデータを送出することにより、特定周波数のエネルギーレベルを抑え、ノイズを低減できることを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、請求項１に記載の通信装置は、マスター装置と、前記マスター装置に接続される複数の通信線と、前記複数の通信線の各々に接続されるスレーブ装置とからなり、前記マスター装置は、前記複数の通信線の各々に、通信対象のスレーブ装置を指示してデータの送信を要求するデータ送信要求指令を、所定周期のクロックに同期してシリアル転送し、前記スレーブ装置は、前記データ送信要求指令に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、通信対象である場合、前記マスター装置に、前記データ送信要求指令に対応したデータを、所定のルールに従ってシリアル転送する通信装置において、前記マスター装置は、前記複数の通信線の各々に、互いに所定時間異なるタイミングで、前記データ送信要求指令をシリアル転送することを特徴とする。

請求項２に記載の通信装置は、請求項１に記載の通信装置において、さらに、前記所定時間は、前記所定周期の整数倍以外の時間であることを特徴とする。

請求項３に記載の通信装置は、請求項２に記載の通信装置において、さらに、前記所定時間は、前記データ送信要求指令をシリアル転送するたびに変化することを特徴とする。

請求項１に記載の通信装置によれば、複数の通信線の各々に、互いに所定時間異なるタイミングでデータ送信要求指令をシリアル転送することができる。そのため、各々の通信線におけるデータ送信要求指令の転送タイミングを、互いに同期しないようにすることができる。また、次回のデータ送信要求指令に同期して転送される、各々の通信線におけるデータの転送タイミングも、互いに同期しないようにすることができる。これにより、データ送信要求指令及びデータの転送にともなって発生する電圧又は電流の変化を抑えることができ、ノイズを低減することができる。

請求項２に記載の通信装置によれば、所定時間を、クロックの周期の整数倍以外の時間にすることができる。データ送信要求指令は、クロックに同期して１ビットずつ転送される。データは、次回のデータ送信要求指令に同期して転送される。つまり、データ送信要求指令と同様に、クロックに同期して１ビットずつ転送される。そのため、所定時間を、クロックの周期の整数倍以外の時間にすることで、各々の通信線におけるデータ送信要求指令のビット毎の変化のタイミングを、互いに同期しないようにすることができる。また、各々の通信線におけるデータのビット毎の変化のタイミングも、互いに同期しないようにすることができる。これにより、データ送信要求指令及びデータの転送にともなって発生する電圧又は電流の変化をさらに抑え、ノイズをより低減することができる。

請求項３に記載の通信装置によれば、所定時間を、データ送信要求指令のシリアル転送毎に変化させることができる。これにより、データ送信要求指令やデータの転送に関連する周波数成分を分散させ、ノイズをさらに低減することができる。

本実施形態は、本発明に係る通信装置を、車両の乗員を保護するエアバッグ装置に適用した例を示す。本実施形態におけるエアバッグ装置の全体構成に関する模式的平面図を図１に、エアバッグ装置の構成図を図２に、特定のデータ送信要求指令に関するタイムチャートを図３に、データ送信要求指令に関するタイムチャートを図４に、特定のデータ送信要求指令及び加速度データに関するタイムチャートを図５に、データ送信要求指令及び加速度データに関するタイムチャートを図６に示す。なお、図４及び図６のデータ送信要求指令、加速度データに記載された番号は、対応するスレーブＩ／Ｆ回路の番号を示す。そして、図１〜図６を参照し、構成、動作、効果の順で具体的に説明する。

まず、図１及び図２を参照して具体的構成について説明する。図１に示すように、エアバッグ装置１（通信装置）は、エアバッグＥＣＵ１００（マスター装置）と、通信線１０１、１０２と、スレーブセンサ１０３〜１１０（スレーブ装置）と、運転席用フロントエアバッグ１１１と、助手席用フロントエアバッグ１１２と、サイドエアバッグ１１３、１１４と、カーテンエアバッグ１１５、１１６とから構成されている。

エアバッグＥＣＵ１００は、後述する内部に設置されたセンサ１００ｄと、スレーブセンサ１０３〜１１０の検出した加速度に基づいて、運転席用フロントエアバッグ１１１、助手席用フロントエアバッグ１１２、サイドエアバッグ１１３、１１４、及びカーテンエアバッグ１１５、１１６を展開させる装置である。エアバッグＥＣＵ１００は、車両のほぼ中央部に配設されている。

通信線１０１、１０２は、エアバッグＥＣＵ１００とスレーブセンサ１０３〜１１０との間で、データの送受信を行うための信号線である。通信線１０１には、スレーブセンサ１０３〜１０６が接続されている。また、通信線１０２には、スレーブセンサ１０７〜１１０が接続されている。スレーブセンサ１０３〜１１０の接続された通信線１０１、１０２は、エアバッグＥＣＵ１００にそれぞれ接続されている。

スレーブセンサ１０３〜１１０は、車両各部の加速度を検出し、エアバッグＥＣＵ１００からのデータ送信要求に応じて、通信線１０１、１０２を介して検出結果を送信するセンサである。スレーブセンサ１０３、１０６、１０７、１１０は、車両の前後方向の加速度を検出するセンサである。スレーブセンサ１０３、１０７は、車両前部の右側及び左側に配設されている。また、スレーブセンサ１０６、１１０は、車両後部の右側及び左側に配設されている。スレーブセンサ１０４、１０５、１０８、１０９は、車両の左右方向の加速度を検出するセンサである。スレーブセンサ１０４、１０８は、車両側部の右側及び左側のＢピラー近傍に配設されている。また、スレーブセンサ１０５、１０９は、車両側部の右側及び左側のＣピラー近傍に配設されている。

図２を参照して、エアバッグＥＣＵ１００及びスレーブセンサ１０３〜１１０について、さらに詳細に説明する。図２に示すように、エアバッグＥＣＵ１００は、電源回路１００ａと、センター制御回路１００ｂと、マスターインタフェース回路（以下、マスターＩ／Ｆ回路という）１００ｃと、センサ１００ｄと、点火回路１００ｅとから構成されている。

電源回路１００ａは、イグニッションスイッチ２を介して供給されるバッテリ３の出力電圧を、センター制御回路１００ｂ、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃ、及びセンサ１００ｄの作動に適した電圧に変換して供給する回路である。電源回路１００ａの入力端子は、イグニッションスイッチ２を介して、バッテリ３の正極端子に接続され、バッテリ３の負極端子は車体に接地されている。また、出力端子は、センター制御回路１００ｂ、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃ、及びセンサ１００ｄの電源端子にそれぞれ接続されている。

センター制御回路１００ｂは、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃを介してスレーブセンサ１０３〜１１０の加速度データを収集し、センサ１００ｄの加速度データとともに各エアバッグ（図略）を展開するか否かを判定し、判定結果に基づいて点火回路１００ｅを制御する回路である。センター制御回路１００ｂは、スレーブセンサ１０３〜１１０に対するデータ送信要求指令をマスターＩ／Ｆ回路１００ｃに出力する。データ送信要求指令は、１つのスレーブセンサを指示してデータの送信を要求する指令である。また、センター制御回路１００ｂは、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃから出力されるスレーブセンサ１０３〜１１０の加速度データと、センサ１００ｄから出力される加速度データに基づいて、各エアバッグを展開させるか否かを判定する。さらに、判定結果に基づいて、点火回路１００ｅに点火信号を出力する。点火信号は、展開が必要なエアバッグに対してのみ出力される。センター制御回路１００ｂのデータバスは、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃに接続されている。また、別のデータバスは、センサ１１０ｄに接続されている。さらに、複数ある出力端子は、点火回路１００ｅにそれぞれ接続されている。

マスターＩ／Ｆ回路１００ｃは、通信線１０１、１０２を介してスレーブセンサ１０３〜１１０と、データ送信要求指令及び加速度データをやり取りする回路である。マスターＩ／Ｆ回路１００ｃは、センター制御回路１００ｂから出力されるスレーブセンサ１０３〜１１０に対するデータ送信要求指令を、内部で生成される周期Ｔのクロックに同期してシリアル転送する。さらに、スレーブセンサ１０７〜１１０に対するデータ送信指令を、スレーブセンサ１０３〜１０６に対するデータ送信指令から、予め設定されている所定時間遅れてシリアル転送する。所定時間は、クロックの周期Ｔの整数倍以外の時間であればよく、例えばＴ／２に設定されている。スレーブセンサ１０３〜１０６に対するデータ送信指令は、チャネルＣＨ１から通信線１０１を介してシリアル転送される。スレーブセンサ１０７〜１１０に対するデータ送信指令は、チャネルＣＨ２から通信線１０２を介してシリアル転送される。データ送信要求指令は、例えば電圧の変化で表され、クロックの１周期内におけるハイレベルとローレベルの比率によって１又は０が決定される。また、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃは、次回のデータ送信要求指令に同期してシリアル転送されるスレーブセンサ１０３〜１１０からの加速度データを、センター制御回路１００ｂに出力する。スレーブセンサ１０３〜１０６からの加速度データは、通信線１０１を介してチャネルＣＨ１にシリアル転送される。スレーブセンサ１０７〜１１０からの加速度データは、通信線１０２を介してチャネルＣＨ２にシリアル転送される。加速度データは、例えば電流の変化で表され、クロックの１周期のスタート時から１／２周期後の電流レベルが所定値より高いか低いかによって１又は０が決定される。マスターＩ／Ｆ回路１００ｃのチャネルＣＨ１は、通信線１０１を介してスレーブセンサ１０３〜１０６に接続されている。また、チャネルＣＨ２は、通信線１０２を介してスレーブセンサ１０７〜１１０に接続されている。さらに、データバスは、センター制御回路１００ｂのデータバスに接続されている。

センサ１００ｄは、エアバッグＥＣＵ１００内に設置され、車両の前後方向の加速度を検出し、センター制御回路１００ｂに出力するセンサである。センサ１００ｄのデータバスは、センター制御回路１００ｂのデータバスに接続されている。

点火回路１００ｅは、センター制御回路１００ｂから出力される点火信号に基づいて、各エアバッグを展開させる回路である。点火回路１００ｅの複数ある入力端子は、センター制御回路１００ｂの出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、各エアバッグにそれぞれ接続されている。

スレーブセンサ１０３〜１１０は、ともに同じ構成であるため、ここでは、スレーブセンサ１０３について説明する。スレーブセンサ１０３は、センサ１０３ａと、センサ制御回路１０３ｂと、スレーブインタフェース回路（以下、スレーブＩ／Ｆ回路という）１０３ｃとから構成されている。

センサ１０３ａは、加速度を検出し、センサ制御回路１０３ｂに出力するセンサである。センサ１０３ａは、センサ制御回路１０３ｂに接続されている。

センサ制御回路１０３ｂは、スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃから出力されるデータ送信要求指令に基づいて、通信対象であるか否かを判定し、通信対象である場合、センサ１０３ａから出力される加速度の検出結果を加速度データに変換し、スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃに出力する回路である。センサ制御回路１０３ｂは、センサ１０３ａと、スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃにそれぞれ接続されている。

スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃは、通信線１０１を介して、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃと、データ送信要求指令及び加速度データをやり取りする回路である。スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃは、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃからシリアル転送されるデータ送信要求指令を、センサ制御回路１０３ｂに出力する。また、センサ制御回路１０３ｂから出力される加速度データを次回のデータ送信要求指令に同期してシリアル転送する。スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃは、通信線１０１と、センサ制御回路１０３ｂにそれぞれ接続されている。

次に、図２〜図６を参照して、具体的動作について説明する。図２において、イグニッションスイッチ２がオンすると、電源回路１００ａは、バッテリ３の出力電圧を、センター制御回路１００ｂ、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃ、及びセンサ１００ｄの作動に適した電圧に変換して供給する。電圧が供給されることで、センター制御回路１００ｂ、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃ、及びセンサ１００ｄは作動を開始する。

センター制御回路１００ｂは、スレーブセンサ１０３、１０７に対するデータ送信要求指令を、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃに出力する。マスターＩ／Ｆ回路１００ｃは、図３に示すように、スレーブセンサ１０３に対するデータ送信要求指令を、内部で生成されたクロックに同期して通信線１０１にシリアル転送する。その後、所定時間Ｔ／２遅れて、スレーブセンサ１０７に対するデータ送信要求指令を、クロックに同期して通信線１０２にシリアル転送する。以降、図４に示すように、同様のタイミングで、スレーブセンサ１０４〜１０６、１０８〜１１０に対するデータ送信要求指令が、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃから通信線１０１、１０２にシリアル転送される。

スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃは、通信線１０１を介してマスターＩ／Ｆ回路１００ｃからシリアル転送されるデータ送信要求指令を、センサ制御回路１０３ｂに出力する。センサ制御回路１０３ｂは、データ送信要求指令がスレーブセンサ１０３に対する指令であるため、センサ１０３ａから出力される加速度の検出結果を加速度データに変換し、スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃに出力する。スレーブＩ／Ｆ回路１０３ｃは、図５に示すように、センサ制御回路１０３ｂから出力される加速度データを、スレーブセンサ１０４に対するデータ送信要求指令に同期して、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃにシリアル転送する。スレーブＩ／Ｆ回路１０７ｃは、通信線１０２を介してマスターＩ／Ｆ回路１００ｃからシリアル転送されるデータ送信要求指令を、センサ制御回路１０７ｂに出力する。センサ制御回路１０７ｂは、データ送信要求指令がスレーブセンサ１０７に対する指令であるため、センサ１０７ａから出力される加速度の検出結果を加速度データに変換し、スレーブＩ／Ｆ回路１０７ｃに出力する。スレーブＩ／Ｆ回路１０７ｃは、センサ制御回路１０７ｂから出力される加速度データを、スレーブセンサ１０８に対するデータ送信要求指令に同期して、マスターＩ／Ｆ回路１００ｃにシリアル転送する。以降、図６に示すように、同様のタイミングで、加速度データが、スレーブセンサ１０４〜１０６、１０８〜１１０から通信線１０１、１０２にシリアル転送される。

センター制御回路１００ｂは、このようにして収集したスレーブセンサ１０３〜１１０からの加速度データと、センサ１００ｄの加速度データに基づいて、各エアバッグを展開させるか否かを判定する。さらに、判定結果に基づいて、点火回路１００ｅに点火信号を出力する。点火回路１００ｅは、センター制御回路１００ｂから出力される点火信号に基づいて、エアバッグを展開させ、車両の乗員を保護する。

最後に具体的効果について説明する。本実施形態によれば、通信線１０１、１０２の各々に、互いに所定時間Ｔ／２異なるタイミングでデータ送信要求指令をシリアル転送することにより、各々の通信線１０１、１０２におけるデータ送信要求指令の転送タイミングを、互いに同期しないようにすることができる。

また、所定時間を、クロックの周期Ｔの整数倍以外の時間Ｔ／２にすることで、各々の通信線１０１、１０２におけるデータ送信要求指令のビット毎の変化のタイミングを、互いに同期しないようにすることができる。

これにより、データ送信要求指令及びデータの転送にともなって発生する電圧又は電流の変化を抑えることができ、図７に示すように、従来技術に対して、ノイズのピークレベルを低減することができる。

なお、本実施形態では、２つの通信線の各々に、４つのスレーブセンサが接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、通信線は３つ以上あってもよいし、通信線に接続されるスレーブセンサは、１つ以上であればよく、限定されるものではない。

また、本実施形態では、所定時間がＴ／２に設定されている例を挙げているが、これに限られるものではない。データ送信要求指令のシリアル転送毎に、所定時間を前述した所定範囲内で変化させてもよい。これにより、データ送信要求指令やデータの転送に関連する周波数成分を分散させ、ノイズをさらに低減することができる。

本実施形態におけるエアバッグ装置の全体構成に関する模式的平面図を示す。エアバッグ装置の構成図を示す。特定のデータ送信要求指令に関するタイムチャートを示す。データ送信要求指令に関するタイムチャートを示す。特定のデータ送信要求指令及び加速度データに関するタイムチャートを示す。データ送信要求指令及び加速度データに関するタイムチャートを示す。ノイズレベルの測定結果を示す。従来の通信装置の構成図を示す。スレーブコントローラ特定情報、要求情報に関するタイムチャートを示す。特定のスレーブコントローラ特定情報、要求情報に関するタイムチャートを示す。スレーブコントローラ特定情報、要求情報及び要求情報に対応した情報に関するタイムチャートを示す。特定のスレーブコントローラ特定情報、要求情報及び要求情報に対応した情報に関するタイムチャートを示す。特定のスレーブコントローラ特定情報、要求情報及び要求情報に対応した情報に関する別のタイムチャートを示す。

符号の説明

１・・・エアバッグ装置（通信装置）、１００・・・エアバッグＥＣＵ（マスター装置）、１００ａ・・・電源回路、１００ｂ・・・センター制御回路、１００ｃ・・・マスターインタフェース回路、１００ｄ・・・センサ、１００ｅ・・・点火回路、１０１、１０２・・・通信線、１０３〜１１０・・・スレーブセンサ（スレーブ装置）、１０３ａ、１０７ａ・・・センサ、１０３ｂ、１０７ｂ・・・センサ制御回路、１０３ｃ、１０７ｃ・・・スレーブインタフェース回路、１１１・・・運転席用フロントエアバッグ、１１２・・・助手席用フロントエアバッグ、１１３、１１４・・・サイドエアバッグ、１１５、１１６・・・カーテンエアバッグ、２・・・イグニッションスイッチ、３・・・バッテリ

Claims

マスター装置と、前記マスター装置に接続される複数の通信線と、前記複数の通信線の各々に接続されるスレーブ装置とからなり、前記マスター装置は、前記複数の通信線の各々に、通信対象のスレーブ装置を指示してデータの送信を要求するデータ送信要求指令を、所定周期のクロックに同期してシリアル転送し、前記スレーブ装置は、前記データ送信要求指令に基づいて自らが通信対象であるか否かを判定し、通信対象である場合、前記マスター装置に、前記データ送信要求指令に対応したデータを、所定のルールに従ってシリアル転送する通信装置において、
前記マスター装置は、前記複数の通信線の各々に、互いに所定時間異なるタイミングで前記データ送信要求指令をシリアル転送することを特徴とする通信装置。
前記所定時間は、前記所定周期の整数倍以外の時間であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
前記所定時間は、前記データ送信要求指令をシリアル転送するたびに変化することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。