JP4238737B2 - データ通信制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車のエアバッグシステムなどに用いられるデータ通信制御装置に関し、詳しくは待機時の消費電力を低減できるデータ通信制御装置に関する。

自動車に用いられているＳＲＳエアバッグでは、Ｇセンサが車体の加速度を常時検出し、その加速度波形がエアバッグＥＣＵのＡ／Ｄコンバータでデジタル符号に変換されマイクロコンピュータにて演算処理されている。そして演算結果が予め決められた条件を満足するとパワートランジスタがオンとされ、エアバッグモジュールのスクイブに通電されることでエアバッグが展開する。

また機械構造によって電気接点を開閉するセ−フィングセンサがモジュール点火回路と直列に設けられ、平常時は接点が開いてモジュールへの電源供給を遮断している。そして設定レベルを超える衝撃を受けると、接点が閉じてモジュールへの電源をオンにする。

さらにパワートランジスタとセーフィングセンサを、モジュールの電源側とアース側に振り分けて配置することで、モジュールの電源側とアース側を共にＥＣＵから切り離す「両切り」スイッチが形成されている。これによりモジュールへの車両配線の片側が電源線やボディなどに短絡しても、誤展開を防ぐことができる。

自動車に用いられているＳＲＳエアバッグでは、衝突時には少なくとも車両の前後方向及び左右方向の衝突減速度を検出することが望ましいので、例えば特開2000−145005号公報に開示されているように、Ｇセンサは二つ以上設けることが一般的である。そして複数のＧセンサを設けた場合には、それぞれのＧセンサに自己診断回路を設け、始動時に自己診断回路が作動して回路の異常の有無を検出するように構成されている。

ところで、それぞれのＧセンサは自動車の走行中に常時駆動され、それぞれエアバッグＥＣＵと通信を行っているので、衝突をしていない平常の待機時にも電力を消費する。そしてエアバッグシステムの高機能化に伴うＧセンサからの通信速度の高速化、Ｇセンサの数の増加などによって待機時の消費電力が増大しているため、Ｇセンサの待機時の消費電力を低減することが課題となっている。

すなわち一般的なＧセンサの場合、種々の要因によって出力信号が変動するので、基準値を中心とする所定の範囲を許容する変動許容量（ダイナミックレンジ）が設定され、ゼロＧのときのＧセンサの出力値がダイナミックレンジの中心（基準値）に設定される。そしてダイナミックレンジを超える出力が検出されると、エアバッグＥＣＵは他のセンサからの信号と共に衝突があったかどうかを演算する。

例えばデータバスから８ビットの２進数データが送信される場合、その基準値から十進数で±Ｄ（ＬＳＢ）の範囲がダイナミックレンジとされる。Ｄは一般には５〜10の範囲である。また８ビットであれば、中央値である十進数で 128近傍、２進数で"10000000"近傍を基準値とする場合が一般的である。しかし、例えば２進数"10000000"を基準値とした場合に、基準値から十進数で−１の変動が生じると、"01111111"の２進数データが送信されることとなる。また例えば２進数"11111101"を基準値とした場合に、基準値から十進数で＋５の変動が生じると、パリティビットに繰り上がる結果、"00000010"の２進数データが送信されることとなる。これらの場合には、８個のビット全てが急変化することになり、それが複数のセンサで起こった場合には消費電流がきわめて大きくなってしまう。
特開2000−145005号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、Ｇセンサなど複数のセンサをもつデータ通信制御装置において、待機時の消費電力を低減することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する本発明のデータ通信制御装置の特徴は、電源と、電源によって駆動される複数のセンサと、複数のセンサからの出力信号をそれぞれ８ビットの２進数データとして送信するデータバスと、データバスからの入力信号を処理する制御装置とからなり、制御装置は８ビットの２進数データの所定値を基準値としてデータバスから入力される８ビットの２進数データを評価するデータ通信制御装置であって、複数のセンサからの出力信号の変動許容量がそれぞれ基準値を中心として設定され、基準値は変動許容量の範囲にある一つの２進数との加算値が全てのビットで１又は０となる値を避けて設定され該Ｇセンサの出力値が基準値からダイナミックレンジの範囲内で変動しても変化するビットの数が最大でも３個となることにある。

またセンサは、自動車のエアバッグ装置システムに用いられるＧセンサであり、衝突減速度がゼロＧの時に基準値を送信することが好ましい。

本発明のデータ通信制御装置によれば、ダイナミックレンジの範囲にある一つの２進数との加算値が全てのビットで１又は０となる値を避けて設定された値を基準値としているので、ダイナミックレンジ内でセンサからの出力値が変動したとしても、データバスから送信される２進数の各ビットのうち変化するビット数が少ない。したがって変動による消費電流が小さく消費電力を低減することができる。また通信速度が向上するという効果も得られる。

したがって本発明を複数のＧセンサをもつエアバッグシステムに適用すれば、同じ消費電力でＧセンサの数をさらに増加させたり通信速度を向上させることができ、さらなる高機能化を実現できるとともに、エアバッグＥＣＵの電源回路の能力を大幅に増大する必要もない。

本発明のデータ通信制御装置では、複数のセンサからの出力信号のダイナミックレンジがそれぞれ基準値を中心として設定され、ダイナミックレンジの範囲にある一つの２進数との加算値が全てのビットで１となる値を避けて基準値を設定している。このように構成することで、複数のセンサの出力信号がそれぞれダイナミックレンジの範囲内にある場合に、データバスからの各２進数データにおいて０から１に、又は１から０に変化するビットの数を少なくすることができ、消費電流を小さくすることができるとともに、通信速度も向上する。

なおセンサの出力信号の変動量は小さい場合が多く、十進数で±１の範囲での変動が大部分である。したがって基準値は、基準値を中心として十進数で±１（ＬＳＢ）の範囲にある一つの２進数との加算値が全てのビットで１又は０となる値を避けて設定されていることが望ましい。これにより電力の消費をさらに抑制することができる。

センサとしては、Ｇセンサ、プリクラッシュセンサなど特に制限されない。またセンサの出力信号は一般にアナログ信号であるので、Ａ／Ｄコンバータなどで２進数に変換してデータバスを介して制御装置に入力されるようにすればよい。またそれぞれのセンサから送信される２進数は、４ビット、８ビット、16ビット、32ビットなど特に制限されない。

以下、従来例及び実施例により本発明を具体的に説明する。

従来例及び実施例のデータ通信制御装置は、自動車のエアバッグシステムに用いられている。自動車の車室内には、図１に示すように、運転席エアバッグ30、助手席エアバッグ31、カーテンエアバッグ32、側突用エアバッグ33がそれぞれ装備され、同じく車室下部に搭載されたエアバッグＥＣＵ２からの展開信号によって展開するようになっている。また車体にはプリクラッシュセンサ10、前突用Ｇセンサ11、側突用Ｇセンサ12が設置され、それぞれのセンサの出力信号（電流）がエアバッグＥＣＵ２に入力されている。エアバッグＥＣＵ２内にも、図示しない予備のＧセンサ13が配置されている。

それぞれのセンサは、図示しないトリガ信号発生器からのトリガ信号をきっかけとして車体の衝突減速度を検出し、センサからの出力信号は、図２に示すようにＡ／Ｄコンバータ20に入力されて８ビットの２進数に変換され、データバス21を介してマイクロコンピュータ22に入力されている。以下、図３に示すフローチャートに従って動作を説明する。

ステップ 100でエンジンが始動されると、所定の自己診断回路が各センサの異常の有無を検出した後、図示しないトリガ信号発生器から短い間隔でトリガ信号が連続的に発生される。各センサはそのトリガ信号をきっかけとして、その時点における車体の衝突減速度を検出し、ステップ 101でそれぞれのセンサの出力が生ＧデータとしてエアバッグＥＣＵ２に入力される。するとステップ 102においてＡ／Ｄコンバータ20がそれぞれの出力信号をデジタル変換し、８ビットの２進数データとしてデータバス21及びレジスタを介してマイクロコンピュータ22に入力する。

マイクロコンピュータ22は、ステップ 103において、それぞれの２進数データが予め決められた基準値±変動許容量（ダイナミックレンジ）の範囲にあるか否かを判定し、ダイナミックレンジの範囲内であれば衝突減速度がゼロＧであると判定して処理はステップ 101へ戻る。一方、２進数データがダイナミックレンジの範囲外である場合には、ステップ 104でマイクロコンピュータ22は他のセンサの出力値も加えて演算し、ステップ 105でその演算値に基づいて衝突であるか否かを判定し、衝突ではないと判定された場合には処理はステップ 101へ戻る。しかし衝突であると判定された場合には、ステップ106で衝突部位に対応したエアバッグのスクイブに電流が供給され、所定の部位のエアバッグが展開する。

（従来例１）
さて従来のデータ通信制御装置では、ある一つのＧセンサからの８ビットの２進数データのうち例えば"10000000"をゼロＧに設定して基準値とし、表１に示すように、十進数で±５ＬＳＢの範囲をダイナミックレンジとしているとする。すなわち基準値"10000000"の前後５ＬＳＢの範囲であれば、制御装置はそのＧセンサにおける衝突減速度がゼロと判定する。

ところがこの場合には、Ｇセンサの出力値が基準値"10000000"から−１ＬＳＢ変動したとすると、レジスタの値は"01111111"となり、全てのビットが変化することになって流れる電流量が増大する。また基準値からプラス側では変化するビットの数は少ないが、マイナス側では表１に示すように６〜８個のビットが変化する。したがってもしこれが全部のＧセンサで生じると、その合計消費電力が多大となり、いわば待機状態にあるときの消費電力が多大なものとなってしまう。

そのためＧセンサの数をさらに多くしようとすると、エアバッグＥＣＵ２の電源回路能力を大幅に増大する必要があり、コスト面及び装置のスペース面での問題が発生する。

（従来例２）
また、ある一つのＧセンサからの８ビットの２進数データのうち例えば"11111101"をゼロＧに設定して基準値とし、表２に示すように、十進数で±５ＬＳＢの範囲をダイナミックレンジとしているとする。すなわち基準値"11111101"の前後５ＬＳＢの範囲であれば、制御装置はそのＧセンサにおける衝突減速度がゼロと判定する。

ところがこの場合には、Ｇセンサの出力値が基準値"11111101"から＋５ＬＳＢ変動したとすると、パリティビットに繰り上がる結果、レジスタの値は"00000010"となり、全てのビットが変化することになって流れる電流量が増大する。また基準値からマイナス側では変化するビットの数は少ないが、プラス側では表２に示すように６〜８個のビットが変化する場合がある。したがってもしこれが全部のＧセンサで生じると、その合計消費電力が多大となり、いわば待機状態にあるときの消費電力が多大なものとなってしまう。

そのためＧセンサの数をさらに多くしようとすると、エアバッグＥＣＵ２の電源回路能力を大幅に増大する必要があり、コスト面及び装置のスペース面での問題が発生する。

（実施例）
そこで本実施例では、"01111010"をゼロＧに設定して基準値とし、表３に示すように、十進数で±５ＬＳＢの範囲をダイナミックレンジとしている。すなわち基準値"01111010"の前後５ＬＳＢの範囲であれば、制御装置はそのＧセンサにおける衝突減速度がゼロＧと判定する。

この場合には、表３に示すように、Ｇセンサの出力値が基準値"01111010"からダイナミックレンジの範囲内で変動しても、変化するビットの数は最大でも３個となる。したがって従来例の場合に比べて、消費電力を大幅に低減することができ、エアバッグＥＣＵ２の電源回路能力を増大させる必要なくＧセンサの数を増やすことが可能となる。また通信速度も向上する。

本発明の一実施例のデータ通信制御装置であるエアバッグシステムを備えた自動車の斜視図である。 本発明の一実施例のデータ通信制御装置のブロック図である。 本発明の一実施例のデータ通信制御装置における制御装置の制御内容を示すフローチャートである。

符号の説明

２：エアバッグＥＣＵ 10：プリクラッシュセンサ 11、12、13：Ｇセンサ
20：Ａ／Ｄコンバータ 21：データバス 22：マイクロコンピュータ
30、31、32、33：エアバッグ

Claims (1)

1. 電源と、該電源によって駆動される複数のセンサと、複数の該センサからの出力信号をそれぞれ８ビットの２進数データとして送信するデータバスと、該データバスからの入力信号を処理する制御装置とからなり、該制御装置は８ビットの該２進数データの所定値を基準値として該データバスから入力される８ビットの該２進数データを評価するデータ通信制御装置であって、
   前記Ｇセンサは、自動車のエアバッグ装置システムに用いられるＧセンサであり、衝突減速度がゼロＧの時に基準値を送信するものであり、
   複数の該Ｇセンサからの出力信号の変動許容量がそれぞれ該基準値を中心として設定され、該基準値は該変動許容量の範囲にある一つの２進数との加算値が全てのビットで１又は０となる値を避けて設定され該Ｇセンサの出力値が基準値からダイナミックレンジの範囲内で変動しても変化するビットの数が最大でも３個となることを特徴とするデータ通信制御装置。

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