JP4542154B2 - センサデータを読み出す方法 - Google Patents

Description

従来技術
本発明は独立請求項の上位概念記載の、センサデータを読み出す方法に関する。

乗員保護システム、例えばエアバッグシステムでは、センサが中央制御装置で使用され、そして離れて配置された周辺センサが使用される。周辺センサはその動作クロックを、所定の公差を有する発振器回路から導出する。これによりセンサデータのサンプリングレートも公差を有する。公差は例えば種々異なる構成部材のばらつき、および温度作用によって発生するが、個々のセンサにおいて短期では非常に安定している。制御装置ではセンサデータが通常、受信器ＡＳＩＣに中間記憶され、固定の時間ラスタ（例えば２５０μｓ）で例えばマイクロプロセッサとして構成された評価−制御ユニットにより読み出される。

ここでは２つの基本的場合を区別することができる。第１の場合では、センサデータの伝送速度が次のように選択される。すなわち新たなセンサデータが制御装置のマイクロプロセッサにより受信器ＡＳＩＣから読み出されるよりも、常に高速にセンサがセンサデータを受信器ＡＳＩＣに送出するように選択される。従ってセンサから受信器ＡＳＩＣへのセンサデータの伝送速度Ｔｐａｓは例えば２２８μｓ（Ｔｐａｓ＝２２８μｓ）であり、一方、制御装置のマイクロプロセッサの読み出し速度Ｔｓｇは２５０μｓ（Ｔｓｇ＝２５０μｓ）である。すなわちＴｐａｓ＜Ｔｓｇである。このことにより、常に「新しい」センサデータが制御装置により読み出されることが保証される。他方において、センサから新しいセンサデータが受信器ＡＳＩＣへ、制御装置が「古い」センサデータを受信器ＡＳＩＣから読み出す前に伝送されるとセンサデータが失われてしまう。すなわち新しいセンサデータが、まだ読み出されていないセンサデータを受信器ＡＳＩＣで「上書き」してしまう。

第２の場合では、センサデータの伝送速度が次のように選択される。すなわちセンサデータが制御装置で読み出されるよりも、センサがセンサデータを常に緩慢に送出するように選択される。伝送速度Ｔｐａｓは例えば５１２μｓ（Ｔｐａｓ＝５１２μｓ）であり、読み出し速度Ｔｓｇは例えば５００μｓ（Ｔｓｇ＝５００μｓ）である。すなわちＴｐａｓ＞Ｔｓｇである。これにより「ジッタ作用」、すなわちこの方法の読み出し時点が、受信器ＡＳＩＣに新しいデータ値が存在する直前または直後に不正確になることが、最大送信クロックサイクルの場合にしか存在しなくなる。このことは、制御装置での読み出しのためのタイムベースＴｓｇが、センサでの送信時のタイムベースＴｐａｓと同じであるが、非同期である場合の連続的ジッタ状況とは異なる。第２の場合では、制御装置が「新しい」センサデータを受信器ＡＳＩＣから読み出す前に新しいセンサデータが伝送されていないと、センサデータの二重化が発生し得る。

そのため従来の方法では、情報がセンサデータから失われるか、または情報が二重化してしまう。乗員保護手段をトリガするための従来の方法では、このことにより能力に損失が発生し得る。このことはとりわけ、失われたセンサデータまたは二重化されたセンサデータが信号経過の極値を表す場合、例えば高周波信号成分での正または負のピークである場合に当てはまる。

発明の利点
これに対して請求項１の特徴部分の構成を有する本発明のセンサデータの読み出し方法は、少なくとも１つのセンサから制御装置のバッファメモリに非同期で伝送されるセンサデータが、センサ信号の既存の等間隔が存在したままであり、かつセンサデータの信号情報が失われたり、二重化したりしないようにバッファメモリから読み出されるという利点を有する。このようなエラーはとりわけ、先行または後続のデータ値と比較してとりわけ高い振幅または低い振幅を有する個々のセンサデータ値が失われたり、二重に読み出されたりする場合に発生する。本発明の読み出し方法は、センサデータにエラーがあることや、センサデータが二重化されることによるエラーないし逸脱をほぼ排除するので、乗員保護手段のトリガ方法の能力を有利に改善することができる。センサデータをバッファメモリから読み出すための動作クロックは有利には、バッファメモリのオーバフローが回避され、中間記憶されたすべてのセンサデータが所定のサンプリングレートで制御装置メモリに書き込まれるように選択される。サンプリング時点で新しいセンサデータがまだバッファメモリに存在しない場合、バッファメモリは通報を形成し、この通報は制御装置に、まだ新しいセンサデータが存在しておらず、制御装置はセンサデータの読み出しを、次のサンプリングパルスまで待機することを指示する。

独立請求項に示されたセンサデータの読み出し方法の有利な改善は、従属請求項において実施される措置と発展形態とにより可能である。

特に有利には本発明の方法により、伝送データ速度と、非同期で動作する、少なくとも１つのセンサの読み出されるセンサデータの位相に関する付加的情報を獲得することができる。従い例えば、所定の時間で読み出されたセンサデータの数、所定のサンプリングレート、およびこの時間で受信された通報の数から、センサのデータ速度を計算することができる。

次に計算されたデータ速度、所定のサンプリングレート、および通報のパターンから、有利には少なくとも１つのセンサのセンサ信号の位相に関する情報を求めることができる。

さらに少なくとも１つのセンサのデータを、サンプリングレートとセンサ信号の求められた位相の知識の下で、制御装置のタイムベースに同期してファイルおよび／または処理することができる。従い到来するセンサデータのクロックパターンから、動作周波数、ひいてはサンプリングレートと伝送速度、並びに少なくとも１つの非同期センサのセンサデータの位相を求めることができる。これにより非同期センサの信号を制御装置の内部クロックパターンに同期化することができる。センサ信号の時間的等間隔はそのまま維持される。これによりセンサ信号の品質が改善され、ひいては乗員保護手段に対するトリガ方法の一部としての評価方法の能力も改善される。センサ信号の、制御装置のタイムベースへのマッピングはソフトウエアにより行うことができる。このことにより、付加的に必要な制御機構に基づく付加的コスト、例えば制御装置およびセンサにおける電圧パルスに基づく付加的コスト、または比較的に高い精度要求に基づく付加コストを節約することができる。そうでないと簡単なＲＣ発振器の代わりに水晶発振器を使用しなければならない。

少なくとも１つのセンサは、例えばアップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または側面衝突センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として実施することができる。

図面
次に、図面を参照しながら実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
図１は、本発明による方法を実施するための装置のブロック回路図である。
図２ａと２ｂはそれぞれ、従来の読み出し方法における信号を表示するタイムフローチャートである。
図３は、本発明による読み出し方法における信号を表示するタイムフローチャートである。

実施例の説明
現在の従来技術によれば、離して配置された周辺センサは線路を介して制御装置ＳＧに接続される。図２ａおよび２ｂから分るように従来の読み出し方法では、離して配置されたセンサ１０がデータを、例えば２２８μｓである固定の時間間隔Ｔｐａｓで送信する。ここで時間間隔は±５％だけ変化することができる。データは受信器ＡＳＩＣに中間記憶され、このとき１つまたは複数のセンサデータ値を中間記憶することができる。制御装置ＳＧはマイクロプロセッサを有し、マイクロプロセッサはデータを周期的に受信器ＡＳＩＣから読み出す。センサデータの読み出しによって、受信器ＡＳＩＣにある受信メモリは空になる。

図２ａには、読み出し速度Ｔｓｇが離して配置されたセンサの送信速度Ｔｐａｓよりやや緩慢である場合が示されている。例えばＴｓｇ＝２５０μｓであり、Ｔｐａｓ＜Ｔｓｇである。これにより常に「フレッシュな」値が読み出される。受信メモリがすでに一杯であるのに、新しいデータ値が到着する場合、それぞれもっとも古い値が破棄される。これによりセンサの個々のセンサデータ値が失われてしまう。

図２ｂには、読み出し速度Ｔｓｇがセンサの送信速度Ｔｐａｓよりやや高速である場合が示されている。例えばＴｓｇ＝２１０μｓであり、Ｔｐａｓ＞Ｔｓｇである。受信メモリが、制御装置ＳＧによる次の読み出しの際に新しいデータ値をセンサからまだ受信していないと、すでに以前に読み出された「古い」データ値が再度読み出され、これによりセンサの個々のデータ値が二重化してしまう。

従って本発明によればサンプリングレートＴｓｇは、バッファメモリのオーバフローが回避され、中間記憶されたすべてのセンサデータが所定のサンプリングレートＴｓｇで制御装置メモリに書き込まれるように選択される。このときバッファメモリは、問い合わせ時点で新しいセンサデータがバッファメモリに存在していなければ通報（ＲＢＥ）を形成する。

図１には、センサデータをバッファメモリから読み出すための本発明による方法を実施するための装置のブロック回路図が示されており、図３には、本発明による読み出し方法における信号を表示するためのタイムフローチャートが示されている。以下では、図１および３を参照して本発明による方法を説明する。

図１から分かるように、装置は少なくとも１つのセンサを有するセンサ系１０を有しており、この離して配置されたセンサ系１０は線路を介して制御装置１００に接続されている。センサ系１０はデータを、例えば２２８μｓである固定の時間間隔Ｔｐａｓで送信する。ここで時間間隔は±５％だけ変化することができる。

データは、例えば受信器ＡＳＩＣとして構成されたバッファメモリ１１０に中間記憶され、このバッファメモリには１つまたは複数のセンサデータ値を中間記憶することができる。制御装置１００は、例えばマイクロプロセッサとして構成された評価制御ユニット１２０を有し、データを周期的に例えば２００μｓのサンプリングレートＴｓｇでバッファメモリ１１０から読み出す。センサデータの読み出しによって、バッファメモリ１１０は空になる。

読み出しサイクルＴｓｐ＝２００μｓは、２２８μｓの伝送速度Ｔｐａｓの場合、バッファメモリ１１０のオーバフローが回避され、すべてのデータ値を評価制御ユニット１２０により制御装置メモリ１３０に書き込むことができるように選択される。サンプリング時点で新しいデータ値が存在しなければ、バッファメモリ１１０は通報ＲＢＥ（Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｂｕｆｆｅｒ Ｅｍｐｔｙ）を形成し、この通報を評価制御ユニット１２０に送信する。次に評価制御ユニット１２０は、新たなセンサデータの読み出しを次のサンプリングパルスまでしないで待機する。

図３は例として、制御装置１００のバッファメモリ１１０が通報ＲＢＥを、それぞれ図示の第３，第６，および第９サンプリングパルスで形成することを示す。これにより、データ値がバッファメモリ１１０から二重に読み出されることのないことが保証される。データ値は評価制御ユニット１２０により制御装置メモリ１３０にファイルされる。この制御装置メモリ１３０は例えばリングメモリとして構成されており、それらのうち例として７つのメモリスペースＤａｔａ１からＤａｔａ７が示されている。

ここでセンサ系からの第１データ値は第１サンプリングパルスで第１メモリスペースＤａｔａ１にファイルされ、第２データ値は第２サンプリングパルスで第２メモリスペースＤａｔａ２にファイルされ、第３データ値は第４サンプリングパルスで第３メモリスペースＤａｔａ３にファイルされる、等々。このようにしてセンサ系１０の時間的に等間隔なすべての値はさらなる処理のために、例えば乗員保護手段をトリガするための方法によるさらなる評価のために使用することができ、エアバッグ、シートベルトテンショナ等の乗員保護手段に対するトリガ判断に取り入れることができる。

センサ系１０の動作周波数ｆｐａｓ＝１／Ｔｐａｓは、制御装置の動作周波数ｆｓｇ＝１／Ｔｓｇが既知であれば求めることができる。読み出されたすべてのデータ値の数と、この時間で形成された通報ＲＢＥの数との比に相当する値ｎにより、式（１）の変形により式（２）が得られる：
ｎ＝Ｔｐａｓ／（Ｔｐａｓ−Ｔｓｇ） （１）
Ｔｐａｓ＝−（ｎ＊Ｔｓｇ）／（１−ｎ） （２）
従い例えばサンプリングレートが２００μｓであり、５００の値が読み出され、そのうち６２の通報ＲＢＥが形成される場合、ｎ＝５００／６２に対して値８.０６となり、これによりデータ速度Ｔｐａｓ＝−（８.０６＊２００μｓ）／（１−８.０６）＝２２８μｓとなる。

位相は通報ＲＢＥ（Receive BufFer Empty）のパターンから反復的に、読み出し過程で求めることができる。例えばセンサのデータ速度が２２８μｓであり、制御装置１００のサンプリングレートないしは読み出し速度が２００μｓであれば、新しいセンサデータ値が存在しない１サイクルでの、最後に書き込まれた最後のセンサデータ値の年齢は最大で２２８μｓ−２００μｓ＝２８μｓである。さらなる通報ＲＢＥの相対位置を評価することによって公差をさらに制限することができる。センサデータ信号のサンプリング周波数と位相が既知であれば、これらを制御装置のタイムベースに同期してファイルし、処理することができる。

離して配置された周辺センサ１０は、例えば、アップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または側面衝突センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として構成することもできる。

図１は、本発明による方法を実施するための装置のブロック回路図である。 図２ａと２ｂはそれぞれ、従来の読み出し方法における信号を表示するタイムフローチャートである。 図３は、本発明による読み出し方法における信号を表示するタイムフローチャートである。

Claims (7)

1. センサデータをバッファメモリ（１１０）から読み出す方法であって、該センサデータはデータ速度（Ｔｐａｓ）で少なくとも１つのセンサ（１０）からバッファメモリ（１１０）に書き込まれる形式の方法において、
   サンプリングレート（Ｔｓｇ）は、バッファメモリ（１１０）のオーバフローが回避され、中間記憶されたすべてのセンサデータが所定のサンプリングレート（Ｔｓｇ）で制御装置メモリ（１３０）に書き込まれるように選択されており、
   バッファメモリ（１１０）は、サンプリング時点で新しいセンサデータがバッファメモリ（１１０）に存在していなければ通報（ＲＢＥ）を形成し、
   所定の時間で読み出されたセンサデータの数、所定のサンプリングレート（Ｔｓｇ）、および前記時間で受信された通報（ＲＢＥ）の数から、センサ（１０）のデータ速度（Ｔｐａｓ）を計算する、ことを特徴とする方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   計算されたデータ速度（Ｔｐａｓ）、所定のサンプリングレート（Ｔｓｇ）、および通報（ＲＢＥ）のパターンから、少なくとも１つのセンサのセンサ信号の位相に関する情報を求める、ことを特徴とする方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   少なくとも１つのセンサ（１０）のデータを、サンプリングレート（Ｔｓｇ）とセンサ信号の求められた位相の知識の下で、制御装置（１００）のタイムベースに同期してファイルおよび／または処理する、ことを特徴とする方法。
4. 請求項１から３までのいずれか一項記載の方法において、
   少なくとも１つのセンサ（１０）は、アップフロントセンサ系および／または周囲センサ系および／または側面衝突センサ系および／または歩行者保護のための接触センサ系の一部として構成される、ことを特徴とする方法。
5. 請求項１から４までのいずれか一項記載の方法において、
   バッファメモリ（１１０）は受信器ＡＳＩＣとして構成されている、ことを特徴とする方法。
6. 請求項１から５までのいずれか一項記載の方法において、
   少なくとも１つのセンサ（１０）は、データ速度を発振器回路から導出する、ことを特徴とする方法。
7. 請求項１から６までのいずれか一項記載の方法において、
   制御装置メモリ（１３０）はリングメモリとして構成されている、ことを特徴とする方法。

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