JP2020532179A - Ｄｓｉプロトコルに基づいて自動車両におけるセンサ装置を動作させるための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電力機能クラスモードにおけるＤＳＩプロトコルに基づいて自動車両（１）におけるセンサ装置（２）を動作させるための方法に関し、センサ装置（２）は、中央ユニット（３）と、複数のセンサユニット（Ｓ１，Ｓ２，．．．，ＳＮ）とを有し、中央ユニット及びセンサユニットは、バスケーブル（４）によって互いに直列に接続され、センサユニットはそれぞれ、バスケーブルと直列に接続される試験抵抗器（ＲＳ１，ＲＳ２，．．．，ＲＮ）と、バスケーブルに接続され得る電気試験負荷（Ｌ１，Ｌ２，．．．，ＬＮ）と、アドレスカウンタ（Ａ１，Ａ２，．．．，ＡＮ）とを有し、方法は、以下のステップ、すなわち、通信段階において、それぞれのバス電圧（ＵＢｕｓ）としての所定の下限電圧（ＶＬＯＷ−ＰＷＲ）及び所定の上限電圧（ＶＨＩＧＨ−ＰＷＲ）によって中央ユニット（Ｚ）とセンサユニットとの間で情報を転送するステップと、エネルギー供給段階において、中央ユニットによってセンサユニットに電気エネルギーを供給するステップであって、バス電圧（ＵＢｕｓ）として、上限電圧より少なくとも１Ｖ高いアイドル電圧（ＶＩＤＬＥ）が印加される、ステップと、前のアドレス割り当て段階において、上限電圧より少なくとも１Ｖ高いバス電圧としてのアドレス割り当て電圧によってそれぞれのアドレスを個々のセンサユニットに割り当てるステップとを有する。

Description

本発明は、ＤＳＩプロトコルに基づいて自動車両におけるセンサ装置を動作させるための方法に関し、センサ装置は、マスターとしての中央ユニットと、マスターによって制御されるスレーブとしての複数のセンサユニットとを有し、中央ユニット及びセンサユニットは２線式バスケーブルに接続され、中央ユニットとセンサユニットとの間の通信は２線式バスケーブルを介して行なわれる。また、本発明は、自動車両におけるそのような方法の使用、センサ装置、及び、そのようなセンサ装置を有する自動車両に関する。

２０１１年２月１６日付けのＤＳＩ３バス標準規格、改訂１．００を参照してこれを明示的に組み入れることによりその仕様が本発明の開示の一部を形成するＤＳＩプロトコル分散システムインタフェースは、単純な２線式ケーブル装置に基づいてセンサネットワークを構築できるようにするプロトコルであり、マスターが２線式バスケーブルを介して１つ以上のスレーブと通信する。ＤＳＩプロトコルは、主に、マスターによって複数のスレーブ、特にセンサ及びアクチュエータをポーリングする及び／又は制御するために、自動車両での使用に基づいている。

ＤＳＩプロトコルの仕様は、そのようなセンサ装置を２つの動作クラスのうちの一方で動作させることができることを規定し、これらの動作クラスは「信号機能クラス」及び「電力機能クラス」である。また、このプロトコルは、本質的に、マスターとスレーブとの間でバスが使用され得る３つの異なるモードも規定する。

ＣＲＭモード（命令・応答モード）では、マスターとスレーブとの間で双方向通信が行なわれる。マスターはコマンドを送信し（命令）、スレーブはマスターに応答する（応答）。この方法は、例えば、スレーブを構成するため或いはスレーブから特定の値を選択的に照会するために使用される。

ＰＤＣＭモード（定期的データ収集モード）では、スレーブが指定されたタイムスロット内で比較的大量のデータをマスターに転送し、マスターの送信活動は、同期信号（ブロードキャスト読み取りコマンド）によってこのタイムスロットを決定するための基準点をスレーブに与えることに制限される。スレーブには、予めそれらのそれぞれのタイムスロットに関する情報が既に備えられてしまっており、それにより、同期信号に応じて、スレーブは、それらのそれぞれの送信時間間隔を決定し、それに基づいて、それらのセンサデータをマスターに送信できる。

エネルギー供給段階では、高いエネルギー消費を伴うスレーブに十分なエネルギーを供給するために比較的大量の電気エネルギーが転送される。

前述の仕様にしたがった前述の信号機能クラスは、主に、低いエネルギー消費を伴うスレーブの接続、及び、スレーブからマスターに送信されるようになっている比較的高いデータトラフィックのために使用される。信号機能クラスのセンサ装置の作動後、通信の最初の段階がＣＲＭモードでマスターとスレーブとの間で行なわれ、その間に、通常は、例えばこのスレーブに関する前述のＰＤＣＭタイムスロットのパラメータに関連して、スレーブが構成される。この段階が完了された時点で、それにより、センサ装置がＰＤＣＭモードに切り換わり、このモードでは、マスターの同期信号に応じて、スレーブがそれぞれの割り当てられたタイムスロットで取得されたデータを常に中央エンティティに送信する。ＰＤＣＭモードにおけるこの段階は、通常、センサ装置の動作が中断されるまで再び終了されない。信号機能クラスにしたがってエネルギー供給段階がもたらされず、また、スレーブの低いエネルギー消費に起因してもエネルギー供給段階が必要とされない。

前述の電力機能クラスは、主に、比較的高いエネルギー消費を伴うスレーブの接続及びマスターからスレーブに送信されるようになっている比較的低いデータトラフィックのために使用される。電力機能クラスのセンサ装置の動作では、ＣＲＭモードにおけるマスターとスレーブとの間の通信段階がエネルギー供給段階と交互に行なわれる。エネルギー供給段階の持続時間は通常は非常に支配的である。

バス電圧に関し、ＤＳＩ３バス標準規格は、一方ではエネルギー供給段階及び他方では通信段階に関する異なる電圧範囲を規定する。通信段階においては、情報を送信するために上限電圧Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}と下限電圧Ｖ_{ＬＯＷ−ＰＷＲ}とが規定される。電圧Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}は、４Ｖにすべきであり、４．５Ｖの最大値及び３．５Ｖの最小値を有さなければならない。Ｖ_{ＬＯＷ−ＰＷＲ}は、２Ｖにすべきであり、２．２５Ｖの最大値及び１．７５Ｖの最小値を有さなければならない。エネルギー供給段階中のバス電圧は、アイドル電圧Ｖ_ＩＤＬＥと称され、２５Ｖを超えてはならず、使用される電圧Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}よりも少なくとも１Ｖ高くなければならない。したがって、システムがＶ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}に関して３．５Ｖの最小許容電圧で動作されれば、Ｖ_ＩＤＬＥは少なくとも４．５ボルトでなければならない。余談として、アイドル電圧という用語の使用は、センサユニットが電気エネルギーのみを受けて任意の動作を実行するために制御されないという意味で、エネルギー供給段階中にセンサユニットがアイドルモードにあるという事実に由来する。

これらの段階で比較的大量のエネルギーをＣＲＭモードと比較してより高い電圧でスレーブに供給することは、特に、アクチュエータを動作させることができることを意味し、これは、通常、ＣＲＭ段階でマスターからスレーブへ既に送信された制御コマンドに基づいて実行される。ＰＤＣＭモードは、前述のアクチュエータを用いると少ないデータ量に起因してそれも必要とされないため、電力機能クラスにしたがって適用できない。

ＤＳＩ３バス標準規格は、特に、中央ユニットとセンサユニットとを互いに直列に、すなわち、いわゆるデイジーチェーン形態で接続できるようにする。センサユニットには、この直列配列におけるそれらの位置に応じて、アドレスが割り当てられる。センサユニットの数Ｎが与えられると、センサユニットのこれらのそれぞれのアドレスは一般に１からＮであり、隣り合うセンサユニットは正確に１だけ異なるアドレスを有する。そのようなアドレスをセンサユニットに分配する方法は、「ディスカバリーモード」と称されるＤＳＩ３バス標準規格で規定される。このため、センサユニットは、一般に、２線式バスケーブルと直列に配置される試験抵抗器と、２線式バスケーブルに接続され得る負荷とを有する。ディスカバリーモードにおいて、この負荷は、中央ユニットとの通信中に２線式バスケーブルにも接続される負荷、言い換えると、通信負荷である。２線式バスケーブルに接続される通信負荷では、チェーンの最後のセンサユニットを除く全ての試験抵抗器で電流流れが生じ、チェーンの背後には、勿論、通信負荷が存在しない。このように、ディスカバリーモードでは、チェーン内のそれぞれの最後のセンサユニットを常に決定でき、それにより、それぞれの最後のセンサユニットの通信負荷を遮断してセンサユニットのアドレスを連続的にインクリメントすることにより、最終的に全てのセンサユニットがアドレスを受信するまでセンサユニットに対するアドレス割り当てを行なうことができる。

電力機能クラスモードでは、特にセンサユニットのより長いチェーンに関しては、センサユニットにおける高い電圧降下、したがって高い電力損失を避けるために、センサユニットの内部抵抗が最小限に維持されなければならない。低い内部抵抗に起因して、ディスカバリーモード中の電圧降下の測定は、測定されるべき電圧がノイズの範囲内にあり得るため、誤った結果をもたらす可能性がある。したがって、ＤＳＩ３仕様で規定されるディスカバリーモードは、電力機能クラスモードのデイジーチェーン形態のセンサユニットで常に確実に動作するとは限らない。

国際公開第２０１６／０５４３４５号パンフレットには、石油、ガス、又は、発電産業で使用されるような、構造の状態又は完全性を監視するための超音波システムが記載されている。このシステムは、複数の超音波センサと、少なくとも１つのデジタルセンサインタフェースとを備える。

ドイツ出願公開第１０ ２０１３ ２２６ ３７６号明細書は、超音波センサ及び制御ユニットを伴うセンサシステムを動作させるための方法について記載し、超音波センサから制御ユニットへのデータは電流変調され、また、制御ユニットから超音波センサへのデータは電圧変調される。この解決策は、適切なＰＳＩ５データバスインタフェースの変更後、２つのバスシステムの利点を享受するべく、正にそうしたデータ転送用のデータバス及びＬＩＮデータバスを互いに組み合わせることができるようにする。

ドイツ出願公開第１０ ２０１２ １０３ ９０７号明細書には、送信器ユニットに接続される自動車両制御ユニットの受信器ユニットを動作させるための方法が記載されている。受信器ユニットは、送信器ユニットの仮想アドレスを含む受信信号に識別子を付け加える。これは、ＰＳＩ５バージョン１標準規格にしたがったセンサユニットを、ＰＳＩバージョン２標準規格で信号を処理する自動車両制御ユニットに接続するために使用され得る。

最後に、欧州特許第２ ２６３ １０２号は、複数のセンサを有する超音波ベースの運転者支援システムについて記載している。センサにはそれぞれ固有の識別コードが割り当てられ、この識別コードはインタフェースを介して制御ユニットにより読み取られ得る。インタフェースは、ペリフェラルセンサインタフェース（ＰＳＩ）に準拠するように設計される２線式バスインタフェースである。

国際公開第２０１６／０５４３４５号パンフレット ドイツ出願公開第１０ ２０１３ ２２６ ３７６号明細書 ドイツ出願公開第１０ ２０１２ １０３ ９０７号明細書 欧州特許第２ ２６３ １０２号

本発明の目的は、電力機能クラスモードを含むＤＳＩプロトコルに基づき、ロバスト性が高い信頼できる方法で、自動車両用に指定されたセンサ装置のセンサユニットにアドレスを分配できる方法を明らかにすることである。

この目的は、独立請求項の主題により達成される。本発明の好ましい外延は、従属請求項に記載される。

したがって、本発明によれば、電力機能クラスモードにおけるＤＳＩプロトコルに基づいて自動車両におけるセンサ装置を動作させるための方法であって、
センサ装置は、マスターとしての中央ユニットと、マスターによって制御されるスレーブとしての複数のセンサユニットとを有し、
中央ユニット及びセンサユニットは、２線式バスケーブルによって互いに直列に接続され、
センサユニットはそれぞれ、２線式バスケーブルと直列に接続される試験抵抗器と、２線式バスケーブルに接続され得る電気試験負荷と、アドレスカウンタとを有し、
少なくとも３つの異なる動作段階が、互いに交互に起こる、一方では通信段階、他方ではエネルギー供給段階、及び、通信段階及びエネルギー供給段階に先行するアドレス割り当て段階の形態で与えられて、以下のステップ、すなわち、
通信段階において、それぞれのバス電圧としての所定の下限電圧及び所定の上限電圧によって中央ユニットとセンサユニットとの間で情報を転送するステップと、
エネルギー供給段階において、中央ユニットによってセンサユニットに電気エネルギーを供給するステップであって、バス電圧として、上限電圧より少なくとも１Ｖ高いアイドル電圧が印加される、ステップと、
アドレス割り当て段階において、以下のステップａ）〜ｆ）、すなわち、
ａ）全てのセンサユニットのアドレスカウンタに最初のアドレスを記憶するステップであって、最初のアドレスが全てのセンサユニットに関して同じである、ステップと、
ｂ）上限電圧より少なくとも１Ｖ大きいアドレス割り当て電圧をバス電圧として印加するステップと、
ｃ）センサユニットがそれぞれ試験電流を引き込むように全てのセンサユニットの電気試験負荷を２線式バスケーブルに接続するステップと、
ｄ）試験抵抗器のそれぞれを通じて流れる電流を検出するステップと、
ｅ）試験抵抗器を通じて流れる電流が検出されなかったセンサユニットにおける２線式バスケーブルから電気試験負荷を恒久的に切断して、その試験負荷が２線式バスケーブルから未だ恒久的に切断されてしまっていない全ての他のセンサユニットのアドレスカウンタにおいて全てのセンサユニットに関して等しい所定の値だけそれぞれのアドレスを増大させるステップと、
ｆ）全てのセンサユニットで電気試験負荷が２線式バスケーブルから恒久的に切断されるまで、その試験負荷が２線式バスケーブルから未だ恒久的に切断されてしまっていない全てのセンサユニットに関してステップ（ｄ）及び（ｅ）を繰り返すステップと、
により、個々のセンサユニットにそれぞれのアドレスを割り当てるステップと、
を有する、方法が提供される。

したがって、本発明の重要な態様は、センサユニットにそれらのそれぞれのアドレスが割り当てられるアドレス割り当て段階で、通信段階において中央ユニットとセンサユニットとの間の情報交換のために使用される上限電圧より少なくとも１Ｖ大きいアドレス割り当て電圧がバス電圧として使用されることである。更に、通常のディスカバリーモードの場合と同様に、それぞれの最後のセンサユニットの検出と、センサユニットのアドレスの連続的なインクリメントとが、多数の連続したサイクルで行なわれる。

この場合、試験抵抗器を通じて流れる電流が検出されなかったセンサユニットで２線式バスケーブルからの電気試験負荷の恒久的な切断がもたらされると述べられている場合、「恒久的」という言葉は「このアドレス割り当て段階で」を意味する。後続のアドレス割り当て段階では、センサユニットのアドレスが再度割り当てられると、電気試験負荷が自明に２線式バスケーブルに再度接続され得る。

その際、アドレス割り当て電圧は、一定である必要はなく、常に同じである必要はない。代わりに、アドレス割り当て電圧は、大きさが異なる可能性があり、既知の下限をわずかに下回ることさえあり得る。しかしながら、アドレス割り当て電圧は、通信段階における上限電圧よりも１Ｖ高い下限を恒久的に上回ったままであることが好ましい。

センサユニットは、それぞれがそれぞれのアクチュエータ負荷を伴うアクチュエータであるとともに、それぞれが通信目的のために２線式バスケーブルに接続され得る通信負荷を有し、それぞれのアクチュエータ負荷がそれぞれの通信負荷よりも大きく、アクチュエータ負荷が試験負荷として使用される。

このようにして、それぞれの試験抵抗器を通じて流れる電流が増大され、それにより、チェーン内のそれぞれのセンサユニットの位置の検出可能性が更に向上する。

本発明の好ましい外延によれば、以下のステップ、すなわち、
上限電圧より少なくとも１Ｖ大きく且つアイドル電圧の少なくとも５０％、好ましくはアイドル電圧の少なくとも９０％の値を有するアドレス割り当て電圧をバス電圧として印加するステップが提供される。本発明のこの好ましい外延によれば、試験抵抗器を通じて流れる電流を可能な限り容易に検出できるように、アドレス割り当て電圧が可能な限り高く選択される。

この目的のため、以下のステップ、すなわち、
少なくとも一時的にアイドル電圧に対応するアドレス割り当て電圧をバス電圧として印加するステップ
を提供できることも好ましい。したがって、ここでは、システムが動作するアドレス割り当て電圧としての電圧は、少なくとも一時的に、エネルギー供給段階でセンサユニットに電気エネルギーを供給するためにバス電圧として印加される電圧に正確に対応する。

以下のステップ、すなわち、
少なくとも一時的に２５Ｖに等しいアドレス割り当て電圧をバス電圧として印加するステップ、
も提供されることが特に好ましい。したがって、ここでは、アイドル電圧として最大許容電圧が実際にバス電圧として印加されるかどうかに関係なく、システムがどんな場合でもアドレス割り当て電圧としての最大許容電圧で動作することが当てはまる。

好ましくは、ステップｄ）に関して、このステップの最初の繰り返し以降、
ｄ）その電気試験負荷が未だ恒久的にＯＦＦに切り換えられてしまっていない全てのセンサユニットにおける２線式バスケーブルから電気試験負荷を切断し、その後、これらのセンサユニットがそれぞれ試験電流を引き込むように、その試験負荷が２線式バスケーブルから未だ恒久的に切断されてしまっていない全ての他のセンサユニットの２線式バスケーブルに電気試験負荷を再接続して、これらのセンサユニットの試験抵抗器のそれぞれを通じて流れる電流を検出する、
ことが適用される。

本発明のこの好ましい外延によれば、試験負荷は、サイクルの終わりに及び次のサイクルのために２線式バスケーブルから完全に切断され、その後、再びＯＮに切り換えられる。ここで、少なくとも２つの段階にわたって徐々にステップｃ）及びｄ）においてセンサユニットの電気試験負荷が２線式バスケーブルに接続され、それにより、最初の段階で試験負荷の一部のみがアクティブにされ、その後の段階又は次の段階のそれぞれで試験負荷が徐々に増大されることが好ましい。前の段階でそれぞれのセンサユニットの試験抵抗器を通じて流れる所定の閾値を超えた電流が検出されれば、センサユニットにおける試験負荷の更なる増大が任意のその後の段階で行なわれないことが特に好ましい。このようにすると、より低い電流の流れに起因してこのセンサユニットがチェーン内の最後のセンサユニットではないことが既に確実に検出されてしまっているため、中央ユニットの過負荷を回避できる。

アドレス割り当ては基本的に自由であり、また、それぞれのセンサユニットの一意的な識別を保証する任意のアドレスを割り当てることができる。しかしながら、好ましくは、最初のアドレスが１であり、いずれの場合にもアドレスは常に１ずつ増大される。これにより、センサユニットの数がＮである場合、アドレス１、２、．．．Ｎになる。

通常のディスカバリーモードと同様に、センサユニットに対するアドレス割り当ては、２Ｖの値を有するＶ_{ＬＯＷ ＰＷＲ}などの所定の電圧値と２４μｓなどの所定の持続時間とを伴う電圧信号によって中央ユニットにより開始されることが好ましい。その後、通常のディスカバリーモードと同様に、
チェーン内のそれぞれの最後のセンサユニットが検出される個々のサイクルの開始前に、発生する可能性のある充電電流のアドレス割り当てに対する影響を回避するために遅延時間が与えられることが好ましい。

本発明の好ましい外延によれば、センサユニットは、超音波信号を送信及び／又は受信するための超音波センサユニットである。

また、本発明は、前述の自動車両における方法の使用、及び、プロセッサで実行されるときに前述の方法を実施するコマンドが記憶された不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体に関する。また、本発明は、前述の方法によって動作するように構成されるセンサ装置にも関連する。最後に、本発明は、そのようなセンサ装置を有する自動車両にも関連する。

以下、好ましい典型的な実施形態に基づき、図面を参照して、本発明を更に詳しく説明する。記載される特徴は、個別に及び組み合わせて本発明の態様を表わすことができる。

本発明の好ましい実施形態に係る自動車両における中央ユニット及び複数のセンサユニットを伴うセンサ装置の概略図である。 本発明の好ましい典型的な実施形態に係るセンサ装置のセンサユニットに対するアドレス割り当てのプロセスの概略図である。 本発明の他の好ましい典型的な実施形態に係るセンサ装置のセンサユニットに対するアドレス割り当てのプロセスの概略図である。

図１は、本発明の好ましい典型的な実施形態に係るセンサ装置２を有する車両１の概略図を示す。センサ装置２は、中央ユニットＺと、Ｎ個のセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎとを有する。中央ユニットＺ及びセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎは、２線式ケーブル４によって互いに接続される更に、センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎが中央ユニットＺと直列を成して、すなわち、いわゆるデイジーチェーン形態で互いに接続されることも依然として当てはまる。

前述のＤＳＩ３仕様の意味において、中央ユニットＺは、ＤＳＩ３の意味でスレーブとしての機能を果たすセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎに２線式バスケーブル４を介して接続されるマスターに相当し、その結果、全体としてＤＳＩ３仕様の意味でのバスが存在する。更に、この場合、センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎは、比較的高いエネルギー消費量を有するアクチュエータを伴うセンサユニットであり、それにより、このセンサ装置２の動作は前述の電力機能クラスの分類に入る。したがって、既に前述したように、電力機能クラスのこのセンサ装置２の動作では、一方ではエネルギー供給段階が、他方では通信段階が交互に行なわれる。

通信段階では、中央ユニットＺとセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎとの間で、それぞれのバス電圧としての２Ｖの下限電圧Ｖ_{ＬＯＷ−ＰＷＲ}と４Ｖの上限電圧Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}とによって情報が転送され、一方、エネルギー供給段階では、中央ユニットＺによってセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎに電気エネルギーが供給される。これらのエネルギー供給段階において、印加されるバス電圧Ｕ_Ｂｕｓは、上限電圧Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}よりも少なくとも１Ｖ高いアイドル電圧Ｖ_ＩＤＬＥである。この場合、バスは、２５Ｖ又はそれよりもわずかに低い最大許容電圧であるアイドル電圧で動作する。

しかしながら、通信段階が開始され得る前に、アドレスがセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎに割り当てられなければならない。これを行なうために、センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎはそれぞれ、各アドレスを記憶できるアドレスカウンタＡ_１，Ａ_２，．．．，Ａ_Ｎを有する。本発明の第１の典型的な実施形態によれば、以下が提供される。

図１の図面及び中央ユニットＺに係る、本発明の第１の典型的な実施形態に係るセンサ装置２は、Ｎ＝５の数のセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎを有し、センサユニットは、それぞれが２線式バスケーブル４と直列に接続される試験抵抗器Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮを伴い、それぞれが２線式バスケーブル４に接続され得る試験負荷Ｌ_１，Ｌ _２，．．．．，Ｌ_Ｎを有するとともに、それぞれが前述のアドレスカウンタＡ_１，Ａ_２，．．．，Ａ_Ｎを伴う。アドレス割り当てのための手順が図２に概略的に示される。

図２は、いずれの場合にも時間ｔの関数として、最も上側の曲線で、バス電圧Ｕ_Ｂｕｓのプロファイルを示し、それよりも下側で、試験抵抗器Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮを流れるそれぞれの電流Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，Ｉ_Ｒ３，Ｉ_Ｒ４，Ｉ_Ｒ５を示す。アドレスを割り当てるための手順、すなわち、アドレス割り当て段階ＩＰは、開始コマンドＳＫによって開始され、その間、バス電圧が２４μｓの期間にわたって４Ｖから２Ｖに減少する。この後、時間遅延Ｖが続き、その後、個々のサイクルＹ_１，Ｙ_２，Ｙ_３，Ｙ_４，Ｙ_５を伴い、これらのサイクルでは、センサユニットが、それらのチェーンにおけるそれらの相対位置をチェックして、潜在的に生じる充電電流のアドレス割り当てに対する影響を回避する。つまり、時間遅延Ｖの間、バス電圧Ｕ_Ｂｕｓは、約２５Ｖのアドレス割り当て電圧又は約２５Ｖまで既に増大されるが、試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎは未だ２線式バスケーブル４に接続されない。

この後、アドレス割り当て段階ＩＰの最初のサイクルＹ_１が続き、このサイクルでは、全てのセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎがそれらの試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎを２線式バスケーブル４に接続する。いずれの場合にもそれぞれのセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１の背後でセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎのチェーン内に位置される試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎに基づいて、電流Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_ＲＮ−１は、センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎが多くなればなるほど大きくなる試験抵抗器Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ−１をそれぞれ通じて流れ、試験抵抗器Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ−１は依然としてそれぞれのセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１の背後に配置される。センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎのチェーン内の最後のセンサユニットＳ_Ｎの試験抵抗器Ｒ_ＳＮのみがそれを通じて流れる電流を有さず、これは、この最後のセンサユニットＳ_Ｎの背後に試験負荷を伴う更なるセンサユニットが存在しないという事実に起因し、それにより、電流が引き込まれない。

この最後のセンサユニットＳ_Ｎは、アドレス１を受けて、後続のアドレス割り当て手順にそれ以上関与しない。他の全てのセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１はそれらのアドレスを１だけ増大する。特に、アドレス１を伴うセンサユニットＳ_Ｎの試験負荷は、次のサイクルに関して２線式バスケーブル４から恒久的に切断され、それにより、この点において、センサユニットＳ_Ｎ−１は、アドレス１を伴うセンサユニットＳ_Ｎの直前に配置されるチェーン内の「最後の」センサユニットになる。この手順は、全てのセンサユニットにアドレスが割り当てられるまで繰り返され、したがって、このときセンサユニットＳ_１がチェーン内の「最後の」センサユニットになるため、電流Ｉ_Ｒ１もゼロに等しくなる。その後、通信段階及びエネルギー供給段階が始まり得る。

前述の本発明の好ましい典型的な実施形態において、総試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎは、いずれの場合にも常に直接にアクティブにされ、したがって、これらの試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎの結果として直ちに総最大電流が常に流れてしまっている。しかしながら、これにより、中央ユニットＺが過負荷になる可能性がある。これを回避するために、本発明の他の好ましい典型的な実施形態によれば、センサユニットＳ_４及びＳ_５に関する一例として図３に示されるように、それぞれのサイクルＹ_１，Ｙ，_２，Ｙ_３において、センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１の電気試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎは、この場合には全体として最大で４つの段階を伴って段階的に２線式バスケーブル４に接続され、それにより、最初の段階では、試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ，Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎの一部のみがアクティブにされ、つまり、最大試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎの４分の１及びその後の後続の段階では試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎがそれぞれ徐々に、すなわち、試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎの２／４、３／４まで、最終的には試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ全体まで増大される。センサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１では、前の段階でそれぞれのセンサユニットＳ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１の試験抵抗器Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ−１を通じて流れる所定の閾値Ｉ_Ｔを超えた電流Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_ＲＮ−１が検出されれば、試験負荷Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１の更なる増大がその後の段階で行なわれない。この場合、閾値Ｉ_Ｔは、単一の試験負荷によってもたらされる電流の６０％に等しい。

図３では、いずれの場合にも時間ｔの関数として、バス電圧Ｕ_Ｂｕｓが最も上側に示されており、その下側には、試験負荷Ｌ_４に基づく電流Ｉ_Ｌ４、センサユニットＳ_４内の試験抵抗器Ｒ_４を通る電流Ｉ_Ｒ４、試験負荷Ｌ_５に基づく電流Ｉ_Ｌ５、及び、センサユニットＳ_５内の試験抵抗器Ｒ_５を通る電流Ｉ_Ｒ５が示される。センサユニットＳ_５に関しては、センサユニットＳ_５がチェーンにおける最後のセンサユニットであるため、試験抵抗器Ｒ_５を通る電流Ｉ_Ｒ５が検出されなかった。センサユニットＳ_４に関しては、最大可能電流の６０％の閾値Ｉ_Ｔを第３の段階で既に超えてしまっているため、第４の段階では試験負荷Ｌ_４の更なる増大が起こらない。センサユニットＳ_４は、単に閾値Ｉ_Ｔを超える十分に高い電流Ｉ_Ｒ４に起因して、それがチェーン内の最後のセンサユニットでないことを「知っている」。

１ 自動車両
２ センサ装置
４ バスケーブル
Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_Ｒ５ 試験抵抗器を流れる電流
Ｉ_Ｔ 試験抵抗器を流れる電流に関する閾値
ＩＰ アドレス割り当て段階
Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ 試験負荷
Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ 試験抵抗器
Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ センサユニット
ＳＫ 開始コマンド
Ｕ_Ｂｕｓ バス電圧
Ｖ 時間遅延
Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ} 上限電圧
Ｖ_{ＬＯＷ−ＰＷＲ} 下限電圧
Ｖ_ＩＤＬＥ アイドル電圧
Ｙ_１，Ｙ_２，．．．，Ｙ_５ アドレス割り当て段階のサイクル
Ｚ 中央ユニット

Claims (13)

1. 電力機能クラスモードにおけるＤＳＩプロトコルに基づいて自動車両（１）におけるセンサ装置（２）を動作させるための方法において、
   前記センサ装置（２）は、マスターとしての中央ユニット（３）と、前記マスターによって制御されるスレーブとしての複数のセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）とを有し、
   前記中央ユニット（３）及び前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）は、２線式バスケーブル（４）によって互いに直列に接続され、
   前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）はそれぞれ、前記２線式バスケーブル（４）と直列に接続される試験抵抗器（Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ）と、前記２線式バスケーブルに接続され得る電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）と、アドレスカウンタ（Ａ_１，Ａ_２，．．．，Ａ_Ｎ）とを有し、
   少なくとも３つの異なる動作段階が、互いに交互に起こる、一方では通信段階、他方ではエネルギー供給段階、及び、前記通信段階及び前記エネルギー供給段階に先行するアドレス割り当て段階（ＩＰ）の形態で与えられて、以下のステップ、すなわち、
   前記通信段階において、それぞれのバス電圧（Ｕ_Ｂｕｓ）としての所定の下限電圧（Ｖ_{ＬＯＷ−ＰＷＲ}）及び所定の上限電圧（Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}）によって前記中央ユニット（Ｚ）と前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）との間で情報を転送するステップと、
   前記エネルギー供給段階において、前記中央ユニット（Ｚ）によって前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）に電気エネルギーを供給するステップであって、前記バス電圧（Ｕ_Ｂｕｓ）として、前記上限電圧（Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}）より少なくとも１Ｖ高いアイドル電圧（Ｖ_ＩＤＬＥ）が印加される、ステップと、
   前記アドレス割り当て段階において、以下のステップａ）〜ｆ）、すなわち、
   ａ）全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）の前記アドレスカウンタ（Ａ_１，Ａ_２，．．．，Ａ_Ｎ）に最初のアドレスを記憶するステップであって、前記最初のアドレスが全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）に関して同じである、ステップと、
   ｂ）前記上限電圧（Ｖ_{ＨＩＧＨ−ＰＷＲ}）より少なくとも１Ｖ大きいアドレス割り当て電圧をバス電圧（Ｕ_Ｂｕｓ）として印加するステップと、
   ｃ）前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）がそれぞれ試験電流（Ｉ_Ｌ１，Ｉ_Ｌ２，．．．Ｉ_ＬＮ）を引き込むように全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）の前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）を前記２線式バスケーブル（４）に接続するステップと、
   ｄ）前記試験抵抗器（Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ）のそれぞれを通じて流れる電流（Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_Ｒ５）を検出するステップと、
   ｅ）前記試験抵抗器（Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ）を通じて流れる電流（Ｉ_Ｒ１，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_Ｒ５）が検出されなかった前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）における前記２線式バスケーブル（４）から前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）を恒久的に切断して、その試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１）が前記２線式バスケーブル（４）から未だ恒久的に切断されてしまっていない全ての他のセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）の前記アドレスカウンタ（Ａ_１，Ａ_２，．．．，Ａ_Ｎ−１）において全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）に関して等しい所定の値だけそれぞれのアドレスを増大させるステップと、
   ｆ）全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）で前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）が前記２線式バスケーブル（４）から恒久的に切断されるまで、その試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１）が前記２線式バスケーブル（４）から未だ恒久的に切断されてしまっていない全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）に関して前記ステップ（ｄ）及び（ｅ）を繰り返すステップと、
   により、個々のセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）にそれぞれのアドレスを割り当てるステップと、
   を有する、方法。
2. 前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）は、それぞれがそれぞれのアクチュエータ負荷を伴うアクチュエータであるとともに、それぞれが通信目的のために前記２線式バスケーブル（４）に接続され得る通信負荷を有し、前記それぞれのアクチュエータ負荷が前記それぞれの通信負荷よりも大きく、前記アクチュエータ負荷が試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）として使用される、請求項１に記載の方法。
3. 前記上限電圧より少なくとも１Ｖ大きく且つ前記アイドル電圧の少なくとも５０％に等しいアドレス割り当て電圧をバス電圧として印加するステップを有する請求項１又は２に記載の方法。
4. 少なくとも一時的に前記アイドル電圧（Ｖ_ＩＤＬＥ）に対応するアドレス割り当て電圧をバス電圧（Ｕ_Ｂｕｓ）として印加するステップを有する請求項３に記載の方法。
5. 少なくとも一時的に２５Ｖに等しいアドレス割り当て電圧をバス電圧（Ｕ_Ｂｕｓ）として印加するステップを有する請求項３に記載の方法。
6. ステップｄ）に関して、このステップの最初の繰り返し以降、
   ｄ）その電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１）が未だ恒久的にＯＦＦに切り換えられてしまっていない全てのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）における前記２線式バスケーブル（４）から前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）を切断し、その後、これらのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）がそれぞれ試験電流（Ｉ_Ｌ１，Ｉ_Ｌ２，．．．Ｉ_ＬＮ−１）を引き込むように、その試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１）が前記２線式バスケーブル（４）から未だ恒久的に切断されてしまっていない全ての他のセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）の前記２線式バスケーブル（４）に前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ−１）を再接続して、これらのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ−１）の前記試験抵抗器（Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ−１）のそれぞれを通じて流れる前記電流を検出する、
   ことが適用される、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 少なくとも２つの段階のステップｃ）及びｄ）において前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）の前記電気試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）が前記２線式バスケーブル（４）に接続され、それにより、最初の段階で前記試験負荷（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）の一部のみがアクティブにされ、その後の段階又は次の段階で各試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）が徐々に更に増大される、請求項５に記載の方法。
8. 前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）では、前の段階でそれぞれのセンサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）の前記試験抵抗器（Ｒ_Ｓ１，Ｒ_Ｓ２，．．．，Ｒ_ＳＮ）を通じて流れる所定の閾値（Ｉ_Ｔ）を超えてしまった電流（Ｉ_Ｒ，Ｉ_Ｒ２，．．．，Ｉ_Ｒ５）が検出された場合、前記試験負荷（Ｌ_１，Ｌ_２，．．．，Ｌ_Ｎ）の更なる増大が行なわれない、請求項６に記載の方法。
9. 前記最初のアドレスが１であり、前記アドレスが増大されるときにいずれの場合にも１の増分が行なわれる、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 自動車両（１）における請求項１から９のいずれか一項に記載の方法の使用。
11. プロセッサで実行されるときに請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を実施する、コマンドが記憶された不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体。
12. 請求項１から９のいずれか一項に記載の方法によって動作するように構成されるセンサ装置。
13. 前記センサユニット（Ｓ_１，Ｓ_２，．．．，Ｓ_Ｎ）として超音波信号を送信及び／又は受信するための超音波センサユニットを備える、請求項１２に記載のセンサ装置。

Images