JP6779034B2 - 信号処理装置、及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、センサ信号を処理する信号処理装置に関する。

近年、車両などに搭載されるセンサの数が増加傾向にあり、常時単線出力のＳＥＮＴ方式のセンサ出力インターフェースが普及して来ている。

なお、上記に関連する従来技術の一例としては、特許文献１を挙げることができる。特許文献１では、複数のセンサ部がハーネスを介してエンジンコントロールユニットＥＣＵに接続されている。

特開２０１４−２０６４４４号公報

しかしながら、ＳＥＮＴ方式の出力インターフェースに対応するセンサでは、シリアル通信でセンサ出力するため、センサ数に応じた数の信号線が必要となる。そのため、ＥＣＵにも、センサ数に応じた数の入力端子をＥＣＵに設けることが必要となる。このような問題に対して、特許文献１は何ら言及していない。

本発明は、上記の状況を鑑みて、センサ出力を転送する信号線の数を低減することができる信号処理装置、及び車両を提供することを目的とする。

本明細書中に開示された信号処理装置は、複数の入力端子に入力された各センサ信号に基づく出力信号を１つの出力端子から出力する信号処理装置であって、複数の前記センサ信号を前記出力信号に変換する信号変換部と、前記出力信号を前記出力端子に出力する送信部と、を備え、前記出力信号は、該出力信号に変換された前記センサ信号のセンサデータと、該センサ信号が入力された前記入力端子を特定する識別データと、を含むシリアル通信信号である構成（第１の構成）とされる。

上記第１の構成の信号処理装置において、前記出力信号は、ＳＥＮＴ（single edge nibble transmission）フォーマットにエンコードされた信号である構成（第２の構成）にするとよい。

上記第１又は第２の構成の信号処理装置において、前記センサ信号は前記ＳＥＮＴフォーマットの信号である構成（第３の構成）にするとよい。

上記第１〜第３のいずれかの構成の信号処理装置において、前記センサデータは複数であって、前記識別データは、前記出力信号に変換された前記センサ信号が入力された前記入力端子の組み合わせをさらに示す構成（第４の構成）にするとよい。

上記第１〜第４のいずれかの構成の信号処理装置において、前記センサ信号に含まれる周波数信号の周波数を判定する周波数判定部をさらに備え、前記周波数判定部の判定結果は前記信号変換部に出力される構成（第５の構成）にするとよい。

上記第１〜第５のいずれかの構成の信号処理装置において、前記センサ信号に含まれる電圧信号の電圧値を判定する電圧値判定部をさらに備え、前記電圧判定部の判定結果は前記信号変換部に出力される構成（第６の構成）にするとよい。

上記第１〜第６のいずれかの構成の信号処理装置において、前記センサ信号に含まれる電流信号の電流値を判定する電流値判定部をさらに備え、前記電流判定部の判定結果は前記信号変換部に出力される構成（第７の構成）にするとよい。

また、本明細書中に開示された車両は、複数のセンサと、複数の入力端子に入力された前記複数のセンサの各センサ信号に基づく出力信号を１つの出力端子から出力する上記第１〜第７のいずれかの構成の信号処理装置と、前記出力信号が入力される制御装置と、を備える構成（第８の構成）とされる。

上記第８の構成の車両において、前記信号処理装置を前記センサに接続する第１信号線のうちの少なくともいずれかの長さは、前記信号処理装置を前記制御装置に接続する第２信号線の長さよりも短い構成（第９の構成）にするとよい。

上記第８又は第９の構成の車両において、前記信号処理装置は、複数の第１信号処理装置と、第２信号処理装置と、を有し、前記第１信号処理装置は、複数の前記入力端子に入力された各々の前記センサ信号に基づく第１出力信号を出力し、前記第２信号処理装置は、複数の前記第１信号処理装置から入力された各々の前記第１出力信号を第２出力信号に変換して前記出力端子から前記制御装置に出力する構成（第１０の構成）にするとよい。

上記第１０の構成の車両において、前記第１出力信号は、前記第１出力信号に変換された前記センサ信号の前記センサデータと、該センサ信号が入力された前記入力端子と前記第１出力信号を出力する前記第１信号処理装置とを特定する識別データと、を含むシリアル通信信号である構成（第１１の構成）にするとよい。

上記第１０又は第１１の構成の車両において、前記第１信号処理装置を前記第２信号処理装置に接続する第３信号線のうちの少なくともいずれかの長さは、前記第２信号線の長さよりも短い構成（第１２の構成）にするとよい。

本明細書中に開示されている信号処理装置、及び車両によれば、センサ出力を転送する信号線の数を低減することが可能となる。

第１実施形態に係るセンサシステムの構成例を示すブロック図である。 第１実施形態に係るセンサシステムを搭載した車両の一例である。 ＳＥＮＴフォーマットのデータ構造を示す図である。 第１実施形態における信号変換部での信号変換の一例を示す概念図である。 信号処理装置における識別データの一例を示す表である。 第１実施形態の変形例における信号変換部での信号変換の一例を示す概念図である。 第１実施形態の変形例における識別データの一例を示す表である。 第２実施形態に係るセンサシステムの構成例を示すブロック図である。 第２実施形態に係るセンサシステムを搭載した車両の一例である。 第２実施形態における信号処理装置での信号変換の一例を示す概念図である。 下位の信号処理装置が出力する中間出力信号における識別データの一例を示す表である。 他の下位の信号処理装置が出力する中間出力信号における識別データの一例を示す表である。 上位の信号処理装置が出力する出力信号における識別データの一例を示す表である。

以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るセンサシステム１００の構成例を示すブロック図である。図２は、第１実施形態に係るセンサシステム１００を搭載した車両２００の一例である。本構成例のセンサシステム１００は、信号処理装置１と、センサ群２と、ＥＣＵ（engine control unit）３と、を含む。

センサ群２はセンサ２１〜２６を含む。センサ２１〜２３はそれぞれ、たとえば、車両２００の前方の障害物を検知するための超音波センサであり、車両２００の左側前方、中央前方、右側前方に設けられている。センサ２１〜２３はそれぞれ、後述するＳＥＮＴ（single edge nibble transmission）方式の出力インターフェースに対応し、検出結果を示すセンサ信号Ｓ１〜Ｓ３をＳＥＮＴフォーマットで出力する。センサ２４〜２６は、ＳＥＮＴ方式の出力インターフェースに非対応である。センサ２４は、たとえばカルマン渦式のエアフローセンサであり、周波数で検出結果を示すセンサ信号Ｓ４を出力する。センサ２５は、たとえば圧力センサであり、電圧値で検出結果を示すセンサ信号Ｓ５を出力する。センサ２６は、たとえば、日差しの強さを検出してその検出結果をエアーコンディショナの運転制御に用いる日射センサなどの光センサであり、電流値で検出結果を示すセンサ信号Ｓ６を出力する。

なお、センサ２１〜２６の種類は上述の例示に限定されない。また、上述の例示に限定されず、センサ群２に含まれるセンサの数は６以外の複数であってもよい。また、ＳＥＮＴ方式の出力インターフェースに対応するセンサの数も３以外の複数又は１であってもよい。

信号処理装置１は、６つの入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６と、１つの出力端子ＯＵＴと、信号変換部１１と、出力Ｉ／Ｆ１２と、周波数判定部１４と、電圧値判定部１５と、電流値判定部１６と、を備える。信号処理装置１は、入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６に入力された各センサ信号Ｓ１〜Ｓ６に基づく出力信号Ｓｏを１つの出力端子ＯＵＴから出力する。

入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６はそれぞれ、ハーネス４１〜４６を介して、センサ２１〜２６と電気的に接続されている。入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６には、センサ信号Ｓ１〜Ｓ６がそれぞれ入力される。センサ信号Ｓ１〜Ｓ３は、ＳＥＮＴフォーマットのシリアル通信信号であり、入力端子ＣＨ１〜ＣＨ３から信号変換部１１に入力される。センサ信号Ｓ４は入力端子ＣＨ４から周波数判定部１４に入力される。センサ信号Ｓ５は入力端子ＣＨ５から電圧値判定部１５に入力される。センサ信号Ｓ６は入力端子ＣＨ６から電流値判定部１６に入力される。なお、以下では、入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６を総称して、入力端子ＣＨと呼ぶことがある。また、センサ群２と接続される入力端子ＣＨの数は、この例示に限定されず、センサ群２に含まれるセンサの数に応じた数であればよく、たとえば６以外の複数であってもよい。

信号処理装置１は、出力端子ＯＵＴ及びハーネス５を介してＥＣＵ３と電気的に接続され、ＥＣＵ３とシリアル通信可能である。なお、信号処理装置１は、ＥＣＵ３よりもセンサ群２により近い位置に配置されることが好ましく、ハーネス４１〜４６のうちの少なくともいずれかの長さはハーネス５の長さよりも短いことが好ましい。こうすれば、センサシステム１００で用いられるハーネス４１〜４６、５の各長さ及び合計の長さをより短くすることができる。従って、各ハーネス４１〜４６、５の配線を簡素にでき、該配線に要する空間を削減して省スペース化することができる。また、製造コストを削減することもできる。

信号変換部１１は、入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６に入力された６つのセンサ信号Ｓ１〜Ｓ６を出力信号Ｓｏに変換する。なお、出力信号ＳｏはＳＥＮＴフォーマットにエンコードされたシリアル通信信号である。

出力Ｉ／Ｆ１２は、信号変換部１１で生成された出力信号Ｓｏを出力端子ＯＵＴに出力する送信部であり、出力信号Ｓｏを出力端子ＯＵＴを介してマイコン３にシリアル通信で送信する。

また、周波数判定部１４、電圧値判定部１５、及び電流値判定部１６は、ＳＥＮＴ方式に未対応のセンサ２４〜２６から出力されるセンサ信号Ｓ４〜Ｓ６に含まれる物理量を判定する物理データ判定部の例であり、該判定結果に基づく物理データを生成して信号変換部１１に出力する。

すなわち、周波数判定部１４は、センサ信号Ｓ４に含まれる周波数信号の周波数を判定し、判定結果を示す周波数データＤｆを信号変換部１１に出力する。

電圧値判定部１５は、センサ信号Ｓ５をアナログ／デジタル変換（所謂Ａ／Ｄ変換）するＡ／Ｄコンバータ（不図示）を内蔵する。電圧値判定部１５は、デジタル変換されたセンサ信号Ｓ５に含まれる電圧信号の電圧値を判定し、判定結果を示す電圧値データＤｖを信号変換部１１に出力する。

電流値判定部１６は、センサ信号Ｓ６に含まれる電流信号の電流値を判定し、判定結果を示す電流値データＤｉを信号変換部１１に出力する。電流値判定部１６は、たとえば、Ｉ／Ｖアンプ（不図示）と、電圧値判定部１５とは別に設けられるＡ／Ｄコンバータ（不図示）及び電圧値判定回路（不図示）と、を有する。Ｉ／Ｖアンプは、センサ信号Ｓ６を電流／電圧変換（所謂Ｉ／Ｖ変換）する。Ａ／Ｄコンバータは、Ｉ／Ｖ変換が行われたセンサ信号Ｓ６をアナログ／デジタル変換する。電圧値判定回路は、Ｉ／Ｖ変換及びＡ／Ｄ変換を行われたセンサ信号Ｓ６の電圧値を判定する。判定された電圧値を示すデータは電流値データＤｉとして信号変換部１１に出力される。

仮に、ＳＥＮＴ方式に未対応のセンサ出力をＥＣＵ３に直接入力して処理する場合には、周波数、電圧値、電流値などの物理データに応じた様々な出力インターフェース及びそのデータ処理部をＥＣＵ３に設ける必要があり、ＥＣＵ３に掛かる負荷が増加する。対して、本実施形態のように、物理データ判定部１４、１５、１６でセンサ信号Ｓ４〜Ｓ６に含まれる物理量を判定してその物理データＤｆ、Ｄｖ、Ｄｉを生成しておけば、上述の様な出力インターフェース（入力端子を含む）及びそのデータ処理部をＥＣＵ３に設けなくてもよい。従って、ＥＣＵ３に掛かる負荷を軽減することができる。

以上に説明した構成によれば、信号処理装置１はセンサ信号Ｓ１〜Ｓ６を変換した出力信号Ｓｏを単線式の通信でＥＣＵ３に転送できるので、ＥＣＵ３にセンサ出力を転送する信号線の数を低減することができる。従って、ＥＣＵ３に設ける入力端子の数、及び信号処理装置１とＥＣＵ３との間を接続するハーネス５の数を低減できる。

（ＳＥＮＴフォーマット）
次に、ＳＥＮＴフォーマットについて説明する。ＳＥＮＴフォーマットは、単線式のデータ通信（つまりシリアル通信）で用いられるデータ形式である。図３は、ＳＥＮＴフォーマットのデータ構造を示す図である。

ＳＥＮＴフォーマットは、３〜９０［μｓ］の範囲内で設定された単位周期（１ｔｉｃｋ）の基本クロック信号に同期して規定される。ＳＥＮＴフォーマットのシリアル通信信号が転送される際、同期／較正パルス（Ｓｙｎｃ）が送信される。その後、ステータスニブル（Ｓｔａｔｕｓ）、６パケット分のデータニブルＤａｔａ１〜Ｄａｔａ６、及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）ニブル（４［ｂｉｔ］）がニブル単位で順次送信される。なお、ニブル（nibble）は４［ｂｉｔ］に相当する情報量の単位である。

同期／較正パルス（ＳＹＮＣ）が出力される際、そのロー区間は５ｔｉｃｋｓ以上とされ、全体で５６ｔｉｃｋｓとされる。受信側では、同期／較正パルス（Ｓｙｎｃ）が５６ｔｉｃｋｓを超えている場合、通信ＮＧの判定が下される。

ステータスニブル（Ｓｔａｔｕｓ）では、任意に使用できる４［ｂｉｔ］のデータ信号が出力される。本実施形態では、ＳＥＮＴフォーマットの出力信号Ｓｏをシリアル通信で送信する際、識別データＩＤがステータスニブルにて出力される。該識別データＩＤは、データニブルＤａｔａ１〜Ｄａｔａ６にて出力されるセンサデータを含むセンサ信号が入力された入力端子ＣＨを特定するデータである。

６パケット分のデータニブルＤａｔａ１〜Ｄａｔａ６では、全体として２４［ｂｉｔ］（＝４［ｂｉｔ］×６［ｐａｃｋｅｔ］）のデータ信号を出力することが可能である。以下ではデータニブルＤａｔａ１〜Ｄａｔａ６を総称して、データニブルＤと呼ぶことがある。本実施形態では、ＳＥＮＴフォーマットの出力信号Ｓｏをシリアル通信で送信する際、センサ信号Ｓ１〜Ｓ６のセンサデータＤ１〜Ｄ６がデータニブルＤにて出力される。なお、２４［ｂｉｔ］のデータ信号は任意に切り分けすることができる。すなわち、総情報量が２４［ｂｉｔ］以内であれば、複数のデータ信号を出力してもよいし、１つのデータ信号を出力してもよい。データニブルＤで出力するセンサデータの割り振りは後述する。

ＣＲＣニブルでは、エラー検出に用いられるデータ信号が出力される。

（信号変換処理）
次に、信号変換部１１での信号変換処理を説明する。図４は、第１実施形態における信号変換部１１での信号変換の一例を示す概念図である。図５は、第１実施形態における識別データＩＤ１〜ＩＤ６の一例を示す表である。図５では、識別データＩＤ１〜ＩＤ６にそれぞれ対応付けられた入力端子ＣＨを示している。識別データＩＤと入力端子ＣＨとの対応関係を示す情報は信号処理装置１の図示しない不揮発性のメモリに格納されている。なお、以下では、識別データＩＤ１〜ＩＤ６を総称して、識別データＩＤと呼ぶことがある。

信号変換部１１には、センサ信号Ｓ１〜Ｓ３、センサ信号Ｓ４の周波数データＤｆ、センサ信号Ｓ５の電圧値データＤｖ、及び、センサ信号Ｓ６の電流値データＤｉが入力される。信号変換部１１は、まず、ＳＥＮＴフォーマットのセンサ信号Ｓ１〜Ｓ３をそれぞれデコードして、センサデータＤ１〜Ｄ３を抽出する。そして、信号変換部１１は、センサデータＤ１〜３、周波数データＤｆ、電圧値データＤｖ、及び電流値データＤｉをＳＥＮＴフォーマットにエンコードして出力信号Ｓｏ１〜Ｓｏ６にそれぞれ変換する。

出力信号Ｓｏ１〜Ｓｏ６はそれぞれ、センサ信号Ｓ１〜Ｓ６のセンサデータＤ１〜Ｄ３、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉと、識別データＩＤ１〜ＩＤ６と、を含んでいる。識別データＩＤ１〜ＩＤ６はそれぞれ、センサ信号Ｓ１〜Ｓ６が入力された入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６を特定するデータであり、図５のように対応付けられている。

出力信号Ｓｏ１がシリアル通信で転送される際、センサ信号Ｓ１が入力された入力端子ＣＨ１を特定する識別データＩＤ１がステータスニブルで出力され、センサデータＤ１がデータニブルＤで出力される。出力信号Ｓｏ２、Ｓｏ３がシリアル通信で転送される際も同様である。

出力信号Ｓｏ４がシリアル通信で転送される際、センサ信号Ｓ４が入力された入力端子ＣＨ４を特定する識別データＩＤ４がステータスニブルで出力され、周波数データＤｆがデータニブルＤで出力される。

出力信号Ｓｏ５がシリアル通信で転送される際、センサ信号Ｓ５が入力された入力端子ＣＨ５を特定する識別データＩＤ５がステータスニブルで出力され、電圧値データＤｖがデータニブルＤで出力される。

出力信号Ｓｏ６がシリアル通信で転送される際、センサ信号Ｓ６が入力された入力端子ＣＨ６を特定する識別データＩＤ６がステータスニブルで出力され、電流値データＤｉがデータニブルＤで出力される。

＜第１実施形態の変形例＞

なお、出力信号Ｓｏ１〜Ｓｏ６がシリアル通信で転送される際に、データニブルＤで出力されるセンサデータＤ１〜Ｄ３、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉはそれぞれ、図４のように単数であってもよいが、総情報量がデータニブルＤ全体のデータ容量（図２ではたとえば２４［ｂｉｔ］）以内に収まる限りにおいて複数であってもよい。図６は、第１実施形態の変形例における信号変換部１１での信号変換の一例を示す概念図である。また、図７は、第１実施形態の変形例における識別データＩＤ１、ＩＤ２の一例を示す表である。図７の対応関係を示す情報は信号処理装置１の図示しない不揮発性のメモリに格納されている。

信号変換部１１は、センサデータＤ１〜３をＳＥＮＴフォーマットにエンコードして出力信号Ｓｏ１に変換する。また、信号変換部１１は、周波数データＤｆ、電圧値データＤｖ、及び電流値データＤｉをＳＥＮＴフォーマットにエンコードして出力信号Ｓｏ２に変換する。

出力信号Ｓｏ１は、識別データＩＤ１と、センサ信号Ｓ１〜Ｓ３のセンサデータＤ１〜Ｄ３と、を含んでいる。出力信号Ｓｏ２は、識別データＩＤ２と、センサ信号Ｓ４〜Ｓ６のセンサデータＤｆ、Ｄｖ、Ｄｉと、を含んでいる。

図７に示すように、識別データＩＤ１は、出力信号Ｓｏ１に変換されたセンサ信号Ｓ１〜Ｓ３が入力された入力端子ＣＨ１〜ＣＨ３の組み合わせをデータニブルＤでのセンサデータＤ１〜Ｄ３の出力順に示す。識別データＩＤ２は、出力信号Ｓｏ２に変換されたセンサ信号Ｓ４〜Ｓ６が入力された入力端子ＣＨ４〜ＣＨ６の組み合わせをデータニブルＤでのセンサデータＤｆ、Ｄｖ、Ｄｉの出力順に示す。

出力信号Ｓｏ１がシリアル通信で転送される際、識別データＩＤ１がステータスニブルで出力され、センサデータＤ１〜Ｄ３がデータニブルＤで順次出力される。また、出力信号Ｓｏ２がシリアル通信で転送される際、識別データＩＤ２がステータスニブルで出力され、周波数データＤｆ、電圧値データＤｖ、電流値データＤｉがデータニブルＤで順次出力される。

なお、出力信号Ｓｏ１、Ｓｏ２のデータニブルＤで出力されるセンサデータの数はそれぞれ、図６及び図７の例示に限定されず、３以外の複数であってもよい。また、出力信号Ｓｏ１、Ｓｏ２のデータニブルＤで出力されるセンサデータも図６及び図７の例示に限定されない。同じ出力信号ＳｏのデータニブルＤで出力されるセンサデータの組み合わせは該センサデータの種類に基づいてまとめられていてもよい。たとえば、該組み合わせは、センサデータの同じ物理量（周波数、電圧値、電流値）毎にまとめられてもよい。或いは、該組み合わせは、ＳＥＮＴフォーマットに対応するセンサ信号のセンサデータと、ＳＥＮＴフォーマットに対応しないセンサ信号のセンサデータと、に区別してまとめられてもよい。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、複数の信号処理装置１１０ａ、１１０ｂ、１２０がセンサシステム１００に設けられる。以下では、第１実施形態と異なる構成について説明する。また、第１実施形態と同様の構成部には同じ符号を付し、その説明を省略することがある。

図８は、第２実施形態に係るセンサシステム１００の構成例を示すブロック図である。図９は、第２実施形態に係るセンサシステム１００を搭載した車両２００の一例である。本構成例のセンサシステム１００では、信号処理装置１は、２つの信号処理装置１１０ａ、１１０ｂと、信号処理装置１２０と、を有する。なお、信号処理装置１１０ａ、１１０ｂ、１２０の各構成は第１実施形態の信号処理装置１（図１参照）と同じである。そのため、これらの説明は割愛する。

また、以下では、下位の信号処理装置１１０ａの入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６、出力端子ＯＵＴをそれぞれＬＣＨ１ａ〜ＬＣＨ６ａ、ＯＵＴａと呼ぶ。下位の信号処理装置１１０ｂの入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６、出力端子ＯＵＴをＬＣＨ１ｂ〜ＬＣＨ６ｂ、ＯＵＴｂと呼ぶ。また、上位の信号処理装置１２０の入力端子ＣＨ１〜ＣＨ６をＵＣＨ１〜ＵＣＨ６と呼ぶ。

センサ群２は、下位の信号処理装置１１０ａと電気的に接続されシリアル通信可能であるセンサ２１ａ〜２６ａと、下位の信号処理装置１１０ｂと電気的に接続されてシリアル通信可能であるセンサ２１ｂ〜２３ｂと、を含む。センサ２１ａ〜２３ａはそれぞれ、たとえば、車両２００の前方の障害物を検知するための超音波センサであり、図９に示すように車両２００の左側前方、中央前方、右側前方に設けられている。また、センサ２１ｂ〜２３ｂはそれぞれ、たとえば、車両２００の後方の障害物を検知するための超音波センサであり、図９に示すように車両２００の左側後方、中央後方、右側後方に設けられている。センサ２１ａ〜２３ａ、２１ｂ〜２３ｂはそれぞれ、ＳＥＮＴ方式の出力インターフェースに対応し、検出結果を示すセンサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ３ａ、Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂをＳＥＮＴフォーマットで出力する。

センサ２４ａ〜２６ａはそれぞれ、ＳＥＮＴフォーマットに非対応のセンサである。センサ２４ａは、たとえばカルマン渦式のエアフローセンサであり、周波数で検出結果を示すセンサ信号Ｓ４ａを出力する。センサ２５ａは、たとえば圧力センサであり、電圧値で検出結果を示すセンサ信号Ｓ５ａを出力する。センサ２６ａは、たとえば光センサであり、電流値で検出結果を示すセンサ信号Ｓ６ａを出力する。

なお、センサ群２に含まれるセンサの数及び種類は上述の例示に限定されない。また、ＳＥＮＴ方式の出力インターフェースに対応するセンサの数及び種類も上述の例示に限定されない。

各信号処理装置１１０ａ、１１０ｂ、１２０の接続関係は階層構造を有している。すなわち、センサ群２が接続された２つの下位の信号処理装置１１０ａ、１１０ｂは上位の信号処理装置１２０と電気的に接続されて、シリアル通信可能である。

下位の信号処理装置１１０ａの入力端子ＬＣＨ１ａ〜ＬＣＨ６ａはそれぞれ、ハーネス４１ａ〜４６ａを介して、センサ２１ａ〜２６ａと電気的に接続されている。下位の信号処理装置１１０ａは、入力端子ＬＣＨ１ａ〜ＬＣＨ６ａに入力された各々のセンサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ６ａに基づく中間出力信号Ｓｉａを生成して信号処理装置１２０に出力する。

下位の信号処理装置１１０ｂの入力端子ＬＣＨ１ｂ〜ＬＣＨ３ｂはそれぞれ、ハーネス４１ｂ〜４３ｂを介して、センサ２１ｂ〜２３ｂと電気的に接続されている。下位の信号処理装置１１０ｂは、入力端子ＬＣＨ１ｂ〜ＬＣＨ３ｂに入力された各々のセンサ信号Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂに基づく中間出力信号Ｓｉｂを生成して信号処理装置１２０に出力する。

上位の信号処理装置１２０の入力端子ＵＣＨ１はハーネス６１を介して下位の信号処理装置１１０ａの出力端子ＯＵＴａと電気的に接続されてシリアル通信可能である。上位の信号処理装置１１０の入力端子ＵＣＨ２はハーネス６２を介して下位の信号処理装置１１０ｂの出力端子ＯＵＴｂと電気的に接続されてシリアル通信可能である。上位の信号処理装置１２０は、出力端子ＯＵＴ及びハーネス５を介してＥＣＵ３と電気的に接続されてシリアル通信可能である。上位の信号処理装置１２０は、２つの信号処理装置１１０ａ、１１０ｂから入力された各々の中間出力信号Ｓｉａ、Ｓｉｂを出力信号Ｓｏに変換して出力端子ＯＵＴからＥＣＵ３に出力する。

なお、信号処理装置１１０ａ、１１０ｂはＥＣＵ３よりもセンサ群２により近い位置に配置されることが好ましく、ハーネス４１ａ〜４６ａ及び４１ｂ〜４３ｂのうちの少なくともいずれかの長さはハーネス６１、６２の長さよりも短いことが好ましい。また、ハーネス６１、６２の長さの少なくともいずれかの長さはハーネス５の長さよりも短いことが好ましい。こうすれば、センサシステム１００で用いられる各ハーネス４１ａ〜４６ａ、４１ｂ〜４３ｂ、５、６１、６２の各長さ及び合計の長さをより短くすることができる。従って、各ハーネス４１ａ〜４６ａ、４１ｂ〜４３ｂ、５、６１、６２の配線を簡素にでき、該配線に要する空間を削減して省スペース化することができる。また、製造コストを削減することもできる。

（信号変換処理）
次に、上位の信号処理装置１２０及び下位の信号処理装置１１０ａ、１１０ｂを有する信号処理装置１での信号変換処理を説明する。図１０は、第２実施形態における信号処理装置１での信号変換の一例を示す概念図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは信号処理装置１における識別データＩＤの一例を示す表である。図１１Ａは、下位の信号処理装置１１０ａが出力する中間出力信号Ｓｉａにおける識別データｉｄ１ａ〜ｉｄ６ａの一例を示す表である。図１１Ｂは、他の下位の信号処理装置１１０ｂが出力する中間出力信号Ｓｉｂにおける識別データｉｄ１ｂ〜ｉｄ３ｂの一例を示す表である。図１１Ｃは、上位の信号処理装置１２０の出力信号Ｓｏにおける識別データＩＤ１〜ＩＤ３の一例を示す表である。なお、図１１Ａの対応関係を示す情報は信号処理装置１１０ａ、１２０の図示しない不揮発性のメモリに格納され、図１１Ｂの対応関係を示す情報は信号処理装置１１０ｂ、１２０の図示しない不揮発性のメモリに格納されている。また、図１１Ｃの対応関係を示す情報は信号処理装置１２０の図示しない不揮発性のメモリに格納されている。

下位の信号処理装置１１０ａでは、まず、ＳＥＮＴフォーマットのセンサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ３ａがそれぞれデコードされて、そのセンサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａ、が抽出される。そして、センサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａ、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉが、それぞれ、ＳＥＮＴフォーマットにエンコードされて、中間出力信号Ｓｉａ１〜Ｓｉａ６に変換される。

中間出力信号Ｓｉａ１〜Ｓｉａ６はそれぞれ、センサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ６ａのセンサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａ、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉと、識別データｉｄ１ａ〜ｉｄ６ａと、を含むシリアル通信信号である。識別データｉｄ１ａ〜ｉｄ６ａはそれぞれ、センサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ６ａが入力された入力端子ＬＣＨ１ａ〜ＬＣＨ６ａを特定するデータであり、図１１Ａのように対応付けられている。

出力信号Ｓｉａ１がシリアル通信で上位の信号処理装置１２０に転送される際、センサ信号Ｓ１ａが入力された入力端子ＬＣＨ１ａを特定する識別データｉｄ１ａがステータスニブルで出力され、センサデータＤ１ａがデータニブルＤで出力される。出力信号Ｓｉａ２〜Ｓｉａ６がシリアル通信で上位の信号処理装置１２０に転送される際も同様である。

また、下位の信号処理装置１１０ｂは、下位の信号処理装置１１０ａと同様にして、センサ信号Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂをＳＥＮＴフォーマットの中間出力信号Ｓｉｂ１〜Ｓｉｂ３に変換する。そして、下位の信号処理装置１１０ｂは、中間出力信号Ｓｉｂ１〜Ｓｉｂ３を上位の信号処理装置１２０にシリアル通信で転送する。

次に、上位の信号処理装置１２０では、まず、ＳＥＮＴフォーマットの中間出力信号Ｓｉａ１〜Ｓｉａ６及びＳｉｂ１〜Ｓｉｂ３がそれぞれデコードされて、それらのセンサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａ、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉ、Ｄ１ｂ〜Ｄ３ｂが抽出される。そして、センサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａ、Ｄｆ、Ｄｖ、Ｄｉ、Ｄ１ｂ〜Ｄ３ｂが、それぞれＳＥＮＴフォーマットにエンコードされて、出力信号Ｓｏ１〜Ｓｏ３にそれぞれ変換される。

出力信号Ｓｏ１は、識別データＩＤ１と、センサ信号Ｓ１ａ〜Ｓ３ａのセンサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａと、を含んでいる。識別データＩＤ１は、図１１Ｃに示すように、出力信号Ｓｏ１に変換された中間出力信号Ｓｉａ１〜Ｓｉａ３の識別データｉｄａ１〜ｉｄａ３をデータニブルＤでのセンサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａの出力順に示す。出力信号Ｓｏ１がシリアル通信で転送される際、識別データＩＤ１がステータスニブルで出力され、センサデータＤ１ａ〜Ｄ３ａがデータニブルＤで順次出力される。

出力信号Ｓｏ２は、識別データＩＤ２と、センサ信号Ｓ４ａ〜Ｓ６ａのセンサデータＤｆ、Ｄｖ、Ｄｉと、を含んでいる。識別データＩＤ２は、図１１Ｃに示すように、出力信号Ｓｏ２に変換された中間出力信号Ｓｉａ４〜Ｓｉａ６の識別データｉｄａ４〜ｉｄａ６をデータニブルＤでのセンサデータＤｆ、Ｄｖ、Ｄｉの出力順に示す。出力信号Ｓｏ２がシリアル通信で転送される際、識別データＩＤ２がステータスニブルで出力され、周波数データＤｆ、電圧値データＤｖ、電流値データＤｉがデータニブルＤで順次出力される。

出力信号Ｓｏ３は、識別データＩＤ３と、センサ信号Ｓ１ｂ〜Ｓ３ｂのセンサデータＤ１ｂ〜Ｄ３ｂと、を含んでいる。識別データＩＤ３は、図１１Ｃに示すように、出力信号Ｓｏ３に変換された中間出力信号Ｓｉｂ１〜Ｓｉｂ３の識別データｉｄｂ１〜ｉｄｂ３をデータニブルＤでのセンサデータＤ１ｂ〜Ｄ３ｂの出力順に示す。出力信号Ｓｏ３がシリアル通信で転送される際、識別データＩＤ３がステータスニブルで出力され、センサデータＤ１ｂ〜Ｄ３ｂがデータニブルＤで順次出力される。

なお、出力信号Ｓｏ１〜Ｓｏ３のデータニブルＤで出力されるセンサデータの数はそれぞれ、図１０の例示に限定されず、３以外の複数であってもよい。また、出力信号Ｓｏ１、Ｓｏ２のデータニブルＤで出力されるセンサデータも、図１０の例示に限定されない。同じ出力信号ＳｏのデータニブルＤで出力されるセンサデータの組み合わせは該センサデータの種類に基づいてまとめられていてもよい。たとえば、該組み合わせは、センサデータの同じ又は関連する物理量（周波数、電圧値、電流値）毎にまとめられてもよい。或いは、該組み合わせは、ＳＥＮＴフォーマットに対応するセンサ信号のセンサデータとＳＥＮＴフォーマットに対応しないセンサ信号のセンサデータとに区別してまとめられてもよい。

また、以上に説明した本実施形態の構成において信号処理装置１１０ａ、１１０ｂ、１２０はそれぞれ、本実施形態に限定されず、それぞれ異なる構成であってもよい。たとえば、信号処理装置１２０、１１０ｂは、少なくとも信号変換部１１及び出力Ｉ／Ｆ１２を有していればよい。

また、信号処理装置１における階層構造も本実施形態に限定されない。上位の信号処理装置１に接続される下位の信号処理装置１はたとえば、１であってもよいし、３以上の複数であってもよい。信号処理装置１における階層構造は３層以上であってもよい。

（本発明の適用例）
本発明は、たとえば図２及び図９に示すように、車両２００に搭載されるセンサ群２のセンサ出力を信号処理装置１にて出力信号Ｓｏに変換して、該出力信号Ｓｏを単線式のデータ通信によってＥＣＵ３に出力する構成に好適に適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、上述の実施形態は例示であり、その各構成要素及び各処理の組み合わせに色々な変形が可能であり、本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本明細書中に開示されている発明は、複数のセンサから出力されるセンサ信号がＥＣＵなどの制御装置に入力されるシステムに利用することが可能である。

１００ センサシステム
２００ 車両
１、１１０、１２０ 信号処理装置
１１ 信号変換部
１２ 出力Ｉ／Ｆ
１４ 周波数判定部
１５ 電圧値判定部
１６ 電流値判定部
２ センサ群
２１〜２６ センサ
３ ＥＣＵ
４１〜４６、５、６１、６２ ハーネス
Ｓ１〜Ｓ６ センサ信号
Ｓｉａ、Ｓｉｂ 中間出力信号
Ｓｏ 出力信号

Claims (11)

1. 複数の入力端子に入力された各センサ信号に基づく出力信号を１つの出力端子から出力する信号処理装置であって、
   複数の前記センサ信号を前記出力信号に変換する信号変換部と、
   前記出力信号を前記出力端子に出力する送信部と、
   を備え、
   前記出力信号は、該出力信号に変換された前記センサ信号のセンサデータと、該センサ信号が入力された前記入力端子を特定する識別データと、を含むシリアル通信信号であり、
   前記センサデータは複数であって、
   前記識別データは、前記出力信号に変換された前記センサ信号が入力された前記入力端子の組み合わせをさらに示すことを特徴とする信号処理装置。
2. 前記出力信号は、ＳＥＮＴフォーマットにエンコードされた信号であることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。
3. 前記センサ信号は前記ＳＥＮＴフォーマットの信号であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の信号処理装置。
4. 前記センサ信号に含まれる周波数信号の周波数を判定する周波数判定部をさらに備え、
   前記周波数判定部の判定結果は前記信号変換部に出力されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の信号処理装置。
5. 前記センサ信号に含まれる電圧信号の電圧値を判定する電圧値判定部をさらに備え、
   前記電圧判定部の判定結果は前記信号変換部に出力されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の信号処理装置。
6. 前記センサ信号に含まれる電流信号の電流値を判定する電流値判定部をさらに備え、
   前記電流判定部の判定結果は前記信号変換部に出力されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の信号処理装置。
7. 複数のセンサと、
   複数の入力端子に入力された前記複数のセンサの各センサ信号に基づく出力信号を１つの出力端子から出力する請求項１〜請求項６のいずれかに記載の信号処理装置と、
   前記出力信号が入力される制御装置と、
   を備えることを特徴とする車両。
8. 前記信号処理装置を前記センサに接続する第１信号線のうちの少なくともいずれかの長さは、前記信号処理装置を前記制御装置に接続する第２信号線の長さよりも短いことを特徴とする請求項７に記載の車両。
9. 前記信号処理装置は、複数の第１信号処理装置と、第２信号処理装置と、を有し、
   前記第１信号処理装置は、複数の前記入力端子に入力された各々の前記センサ信号に基づく第１出力信号を出力し、
   前記第２信号処理装置は、複数の前記第１信号処理装置から入力された各々の前記第１出力信号を第２出力信号に変換して前記出力端子から前記制御装置に出力することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の車両。
10. 前記第１出力信号は、前記第１出力信号に変換された前記センサ信号の前記センサデータと、該センサ信号が入力された前記入力端子と前記第１出力信号を出力する前記第１信号処理装置とを特定する識別データと、を含むシリアル通信信号であることを特徴とする請求項９に記載の車両。
11. 前記第１信号処理装置を前記第２信号処理装置に接続する第３信号線のうちの少なくともいずれかの長さは、前記第２信号線の長さよりも短いことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車両。

Images