JPH069399B2 - スイツチ状態モニタ−装置、そのための単線式バス、スマ−トセンサ配列 - Google Patents

スイツチ状態モニタ−装置、そのための単線式バス、スマ−トセンサ配列

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JPH069399B2
JPH069399B2 JP16144587A JP16144587A JPH069399B2 JP H069399 B2 JPH069399 B2 JP H069399B2 JP 16144587 A JP16144587 A JP 16144587A JP 16144587 A JP16144587 A JP 16144587A JP H069399 B2 JPH069399 B2 JP H069399B2
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アール ロブルスキー トーマス
オー アール マイスターフエルド フレデリツク
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KURAISURAA MOOTAAZU CORP
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    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は単線式バスに沿って配置され、これに接続され
た複数個のスイッチの状態(ステータス)を得る多重化
技術及び、より特には好ましい態様では、自動車両中に
配置された指示及び変換型スイッチに個々に接続された
一連のスイッチセンサ、而してスイッチセンサはスイッ
チの近傍に配線されている単線、電力及び信号バス上に
別々に多重化されている、の状態を離れた計器パネル指
示する視覚的表示を発生するための装置である。
〈従来の技術〉 車両の電子的状態(ステータス)ディスプレー装置は急
速に普通化されている。これらの装置はステータスを提
供し、そしてインテリジェント又はスマートモジュール
間のデータ通信を表示する。ディスプレー情報は車両の
多くの機能的装置、例えばサスペンション状態、アンチ
ーロック状態及び診断モードから来る。通常、各装置に
は付属センサがある。モジュール間の通信は機能装置の
故障の迅速且つ正確な診断を可能にする。対話式の運転
中の診断は運転者に多くの場合、修理工場に入れろとの
早期的警告を提供する。又、車両を走らせる前に、さま
ざまの機能装置の状態が電子的状態ディスプレー装置で
チェックできる。
先行技術では、さまざまの自動車の電気装置の操作条件
モニター用の電気的負荷モニター装置が米国特許第4574
266号(R.J.Valentine)に記載されている。そこでは、駆
動線入力を介して負荷スイッチング回路が共通電圧線に
結合されている。負荷スイッチング回路から離れて置か
れた負荷モニター回路も負荷スイッチング回路の駆動線
入力に接続されている。負荷モニター回路はテスト電流
を負荷スイッチング回路に与えて、そしてその後、スイ
ッチング回路からの応答を検知する。テスト電流は、そ
れが駆動線をテスト電流供給電圧に上昇させるか又はテ
スト電流が共通電圧線に短絡されるかを、MOSFET検知器
によってモニターする。負荷が開いている(切れてい
る)時はマイクロプロセッサが次に負荷の故障を指示す
る。かゝる装置では、モニターすべきさまざまの負荷ス
イッチング回路に接続するために別々の電力線と駆動線
とが備えられている。この構成配列は、負荷スイッチン
グ回路から離れた回路がテスト電流を発生するために必
要ではあるが、電気的負荷と負荷状態表示器との間の相
互接続の数を若干減らすとみられる。
単一バスにわたるさまざまの車両機能の状態モニター用
の別の配列が米国特許第4584487号(Hesse eta
l.)に記載されている。これでは、コンポーネントモジ
ュールはバス上を時間間隔中に送信器/受信器(T/
R)モジュールと通信する。T/Rモジュールはこのデ
ータを符号(コード)化及び復号化(デコード)しそれ
をデータ通信リンク上を多数の信号分配装置(これはそ
れぞれ多数の車両装置を制御し且つマイクロプロセッサ
に状態情報を提供する能力を有する)に送る。この配列
は複数個の車両コンポーネントに状態と制御の両情報を
提供する。然しこの配列は電力線並びに共通バス線を必
要とする。
〈発明の構成〉 本発明は各センサに電力を供給し、且つセンサによって
検知されたスイッチに関する状態情報及びセンサの操作
に関する情報を引出すために、各電力を送ったセンサと
単線式バス上で逐次的に指定された時間間隔を分割する
ための単線式バススマートスイッチセンサ装置に関す
る。マイクロプロセッサ(MCU)によって制御された
ドライバ/レシーバ(D/R)装置は、バスに接続され
た各スマートセンサに単線式バス上を送られるオフセッ
ト(偏心)方形波パルス列を発生するオフセット方形波
発生回路を有する。オフセット方形波列はバス上にいく
つかの電圧レベル信号の“状態”を与え;各センサは同
時に、各センサに含まれるトグル型アップ−カウンタ(u
p-counter)をターンオンする電力を与える電圧信号の初
期“状態”に応答する。各カウンタは各センサのアドレ
ス検知器にビットデータを提供し、検知器はカウンタか
らの特定の配列(アレー)のディジタルビットを受入れ
る様に予めプログラム設定されており、配列(アレー)
はそのセンサ用の個別化されたアドレスになっている。
アドレスされたセンサはD/R装置に状態情報を送るた
めに、予めプログラムされている値に相応するカウンタ
値によってきめられたその特定のタイムスロットの間は
バスの独占的使用(権)を有する。オフセット方形波列
の別の状態はセンサ中の回路に電流信号を単線式バス上
を伝送する機会を与える電圧レベル信号を提供し、電流
信号はD/R装置で受信、翻訳されそして次にディジタ
ル信号に変換され、これがマイクロプロセッサ(MC
U)に使用されて、センサがプレゼント(存在)状態で
あるかどうか及び次にセンサに接続されたスイッチが開
又は閉かをたしかめる。MCUの入出力ポートはこのセ
ンサ及びスイッチ状態情報を車両の計器コンソールへ移
してディスプレーパネル上に視覚的に表示するのに用い
られる。従って本発明は、(a)複数のスイッチの各々の
近くに車両全体に張り巡らされた電力・信号用双方向単
線バス、 (b)各々が複数のスイッチの各々に対し直列抵抗検知素
子にわたる第1接続を形成するための部材と、バスおよ
び車両のシャーシ・アースにわたる第2接続を形成する
ための他の部材を有するとともに、スイッチの接触状態
を表す電流信号と所定時間帯に関するセンサーの状態を
表す電流信号を、センサーの与えられた検知サイクルの
所定時間帯にバスに流すセンサー回路を有する、車両全
体に配された複数のスマートスイッチセンサー、 (c)該センサーの各々が、選ばれた検知サイクル率で順
にアドレスされバスに時間配分されるように、パルス列
を受信し、該パルス列のそれぞれのパルスの複数の「状
態」を使って各センサーの検知を、示す電圧信号を受信
するためにセンサー内の回路を作動させる電力を引き出
すためにセンサーがバスに接続され、オフセット方形波
パルス列の形で電力信号を発生させるために車両のシャ
ーシ・アースに一端が接続されるとともに、単線バスの
終端に接続され、アドレスされたセンサーによりバスに
送られた電流信号を受信し、解読し、該アドレスされた
センサーとそれに関するスイッチの状態を表す且つセン
サー中の回路を開始させてクロックの信号を発生させる
電圧信号に変換するための部材を有する、駆動・受信回
路、 (d)該複数のセンサーの各々、およびそれに関するスイ
ッチの状態を表示するための表示部材、 (e)複数の「状態」を含むオフセット方形波パルス列の
発生を制御する電圧・クロック信号を該駆動・受信回路
に書き込み、アドレスされたセンサーの各々およびそれ
に関するスイッチの状態を表す電圧信号を駆動・受信回
路から読みとり、センサーの各検知サイクルの間に、ア
ドレスされたセンサーの各々とバスの作動の経路を確立
させ、該センサーとスイッチの状態を表す最新のセンサ
ーとスイッチの独立データを各検知サイクルの間、表示
部材に送るために、駆動・受信回路および表示部材に相
互接続されたマイクロコンピューターからなる、各々が
移動スイッチ素子に接続された直列抵抗検知素子の一端
を有する複数のスイッチの状態をモニターするための、
自動車全体に配されたスマートセンサー多重伝送装置で
ある。
〈好ましい態様の詳説〉 図1乃至図3を説明する。図1は単線式スマートスイッ
チセンサ装置10の好ましい態様の一部分はブロック、
一部分は略図の図である。単線式スマートスイッチセン
サ装置10を含めた車両の計装区画に印加された+12
VDC電池供給電圧で装置中の各センサ14−14の診
断情報及び各スイッチ16−16のスイッチ状態が導か
れる。一般に電池電圧の負入力はアースされているか又
は0ボルト電位である。
ドライバ/レシーバ装置 自動車両のさまざまの離れた位置にあるセンサ14−1
4に電力を発生させるために、マイクロコンピュータ装
置(MCU)で制御されたドライバ/レシーバ(D/
R)装置18が使用される。例示ではD/R及びMCU
の両方が計装区画中にある。12ボルト供給線からの電
圧は(D/R)装置18と計装区画にある5Vレギュレ
ータ回路22に供給され、正確な出力電圧(例えば、5
VDC±2.5%)を設定する。この調整された5VD
CがMCU20とD/R装置18に印加される。レギュ
レータ22は又外部的に予めプログラミングされた遅延
後、パワーオン相中にMCU20のリセッテング用5V
DC信号を供給する。MCU20の▲▼ター
ミナルに印加された5VDC信号はD/R18にMCU
制御の準備をさせる遅延信号である。コンデンサ24が
外部的に予めプログラミングされた遅延機能を提供し、
レギュレータ22の出力電圧をMCU20遅延スタート
アップの小時間(例えば20ms)、LOWにホールドす
る。遅延後、▲▼はHIGHになりMCU2
0はMCU20のROMに記憶されている工場で設定さ
れたプログラム(主ソフトウエアプログラム)の実施を
開始する。
例示ではMCU20は、CPU、1チップクロック、R
OM、RAM、I/O及びタイマを有する単一チップ8
ビット装置例えばMotorolaMC68701である。1チ
ップクロックは外部オッシレータ26で制御される。ポ
ート3は入出力ラインP34−P37を与える。
MCU20のレジスタ及びメモリの初期化後、そして主
プログラムに従って、出力口P37がHIGHになり、
オフセット方形波発生(ジェネレータ)回路28のNP
Nトランジスタ30にベースバイアス電圧を印加する。
トランジスタ30がONにかわりPNPトランジスタ3
2にベースバイアス電圧を印加する。然し1対の抵抗3
3及び35、それぞれ10Kオームとして示してある、
がトランジスタ32のコレクタとMCU20のポートP
36の間に結合されていて、電圧デバイダ回路網を形成
し、本質上コレクタ電圧をターミナル“T”で半分に分
割する。オフセット方形波列がMCU20のポートP3
6からのクロック信号で発生させられて、電圧デバイダ
回路網の一端に印加されてトランジスタ32からのコレ
クタ電流をクロック信号に応じて変化させ、クロック信
号は0乃至5V間で振動し、これがターミナル“T”を
5.9Vと8.75Vの間で振動させる。例示では電圧
デバイダのターミナル“T”からの5.9VDC乃至
8.75VDCとなる。1KHz出力パルスが電圧フォロ
ア回路34の非反転(non-inverting)入力に印加され
る。
電圧フォロア回路34の方形波出力、これは例えばD/
R18内では約5オームの値を有する抵抗36の第1タ
ーミナルに印加される入力電圧に等しく、抵抗36の第
2ターミナルは単線式電力及び信号バス44と直列的に
インターフェイス接続する。センサへの電力はバス44
上では図2に例示したオフセット方形波列の形に変換さ
れる。この列の最高振幅は約8.75VDCで;約6.
2Vの限界電圧レベルVTHがあり;そして0VDCの
OFF電圧上約5VDCにとどまるベース電圧振幅があ
る。
1つの電圧レベルから次へのオフセット方形波の遷移は
“状態”と呼ばれる。これらの変換及び状態は以下の記
載を参照されたい。
抵抗36は電流信号を電圧信号に、バスへのセンサのア
クセスによる電流レベルの変化に主として対応して、変
換もする。電圧信号は差動増幅器38に印加され、38
はバス上の電流信号に応じて抵抗36の両端に現われる
電圧を増幅する。
増幅器38の出力は2個のシュミット(Schmitt)トリガ
比較器40及び42の入力にそれぞれ印加される。比較
器40、センサ負荷比較器、はセンサについての診断情
報、即ちセンサが存在しているか又は作動していない
か、及びセンサに接続されたスイッチに関する情報(即
ちスイッチが開か閉か)を示す電圧レベル信号を増幅器
38から引出す。比較器42はバス44上の異常に大き
な電流を示す電圧レベル信号を増幅器38の電圧から検
知する。
センサ負荷比較器40の出力はMCU20のP35に印
加され、MCU20はこの情報と記憶装置(メモリー)
に記憶された索引表を利用し、ディスプレー回路網46
に出力信号を与える。ディスプレー回路網46は光指示
器の形式で、センサの条件及びスイッチの状態に対応す
る視覚的再表示を与える。
比較器42、過負荷比較器、の出力はMCU20のP3
4に印加されて、異常条件が存在する場合には装置10
の操作を中断するのにこの情報が利用される。
D/R18の変形は図3に示されており、従来のアナロ
グ−ディジタル(A/D)コンバータ60がSchmittト
リガ比較器40及び42の両方と置換されている。比較
器よりもA/Dコンバータを使用する選択はバス上のセ
ンサの数が非分析的に知らされていない、即ち分析前は
センサの数が実際上知られていない、時におこる。A/
Dコンバータ60を使用するバスに負荷されるセンサが
無い時は、電流負荷による静止期電圧が読取られてMC
U20で記憶される。これはセンサの負荷、過電流負荷
及び無負荷条件をきめる比率的方法を提供する。
単線式バス 上述の様な、バス44、二方向性単線式通信用組立体、
は電圧信号と電力をD/R18からセンサに送り、そし
て電流信号をセンサからD/R18にもどすのに用いら
れる。例示的には、この単線はセンサ・インターフェイ
ス領域以外はすべての点を絶縁材料で被覆した適切なゲ
ージの可撓性のある長さとなり得る。バス44はモニタ
ーすべきすべてのスイッチの近傍を通すために充分に可
撓性である必要がある。
状態(ステータス)スイッチ モニターされるスイッチは二分野に大別される、即ち機
械的駆動スイッチ、例えば単極、単投スイッチ及び電気
的にパワーするスイッチ例えばホール効果及び光学的駆
動スイッチである。機械的スイッチは図1のスイッチ1
6で示され、一方電気パワースイッチはスイッチ417
で示されている。これらのスイッチの機能はMCU20
と無関係である。この態様ではホール効果トランジスタ
はTexas Instruments,Incorporated of Dallas,Texas,M
odel NO.TL172Cである。
センサ回路 別々のセンサ14が各スイッチ16及び17に設けられ
ており;各センサはそれぞれ単一ピンインターフェイス
でバス44に接続されている。シャーシ又は他の便宜的
アース点センサによって電圧基準(0VDC)として用
いられる。
センサに電力を提供するために、オフセット方形波列が
バス44上に置かれる。パルス列の状態“1”即ち初期
(化)パルスの上昇端の遷移(1Vから5Vの直下まで
上昇する)は図2及び図2Bに示すようにセンサをOF
F条件におく。
上昇端の振幅が5Vレベル以上になった時、パルス列の
状態“2”が起こる。図示の如く、状態“2”では5.
5VDCがバス上のすべてのセンサ内のすべてのネット
ワーク即ち5VDC供給ネットワーク48、クロック及
び過限界信号ゼネレータ52、アドレス回路及び定電流
源54、に同時に印加される。5VDC供給ネットワー
クはセンサ中の論理回路のすべて論理パワーを供給す
る。各センサのリセット信号ゼネレータはアドレス回路
53の通常の5ビットアップカウンタ56にリセット信
号を供給し、すべてのカウンタ出力をLOW又は数ゼロ
の二進符号数表現にリセットする。▲▼信号
は、バス上の電圧が5Vを越えた時に起きる。バス電圧
が5Vを越えると、5VDC供給ネットワークがターン
オンし、次に▲▼回路52が、▲
▼回路52内の遅延回路による遅延後、カットオフされ
る。
パルス列の上昇端が約6.8Vの限界電圧レベルを通過
するとパルス列の状態“3”が起こる。かかる時、クロ
ック及び過限界信号ゼネレータ50が起動される。ゼネ
レータ50からのクロック信号は各センサのカウンタ5
6に印加される。各センサ中のカウンタ56からの2進
数コード出力がカウンタから単一の2進数コードを受取
るように予めプログラムされているアドレス検知器58
に印加される。各アドレス検知器58は、その中に検知
器58があるセンサのアドレスであるその固有の二進数
コードを有する。アドレス検知器58はパルス列の各ポ
ーリングサイクル部分中に各センサを逐次的にアドレス
できるように一般的に予めプログラムされている。従っ
てMCU20は単線式バス44の時分割をする各センサ
への反復的逐次的タイムスロットを与える。
クロック及び過限界ゼネレータ50のクロックパルスの
発生と一致して、過限界信号が発生してORゲート60
の1入力に印加される、ORゲート60を可能化する。
ゲート60の出力は2入力NANDゲート62の1入力
に印加され、一方可能化されたアドレス検知器58は他
の入力に印加され、従ってゲート62が可能化されて、
出力“▲▼”信号を与える。“▲▼”
信号はベースシンク電流を与え、これがPNPトランジ
スタ64をターンオンする。バスからのオフセット電圧
はトランジスタ64のエミッタと定電流源54のNPN
トランジスタ66に印加される。抵抗68を経てトラン
ジスタ64のコレクタに配線されているトランジスタ6
6のベースはホールドされる、即ちトランジスタ64が
ONにターンした時ツエナダイオード70によって一定
の4.7VDCである。従ってトランジスタ66のコレ
クタ電流出力は殆んど完全にトランジスタ66のベース
のツエナ電圧と、エミッタ抵抗72によって命令され
る。従って、コレクタ電流は実質上、コレクタ負荷抵抗
の値に無関係であり、従って定電流源のように働く。定
電流の大きさは25乃至50maであり抵抗によって主と
して制御される。
スイッチ16付属の検知素子、機械的スイッチ16が使
用された時の抵抗16Aは、又は電気駆動スイッチ17
が使用された時の抵抗17Bは5VとORゲートの逆入
力ターミナルの間に接続され、センサにスイッチ状態情
報を与える。検知素子の付属するスイッチ16又は17
が閉じている時は、▲▼信号がANDゲート6
2の出力で発生させられる。スイッチが開であれば、A
NDゲート62は▲▼信号の除去を不能化す
る。従って定電流源54がカットオフされる。バス上の
電圧レベルがOVERTH信号がLOWの時の状態中に
この作用が起こる。
定電流源54及び検知素子抵抗16A又は17Bはオフ
セット方形波パルス列の状態“4”及び“5”中に使用
される。
正の半サイクルの上昇端、波高及び下降端がすべて限界
電圧レベル以上の時のパルスのスパン中に状態“4”が
起こる。この状態“4”中、定電流源の操作用条件が存
在し、大電流がバス上を流れる。バス電流は計装区画で
図1のD/R18中の抵抗36を流れる、そして上述の
ように差動増幅器38によって電圧信号に変換される。
比較器40及び42は電流の特性をきめて、電圧信号指
示をMCUに与えセンサの状態として及びスイッチ接点
の位置として供給させる。状態“4”の時、定電流源が
ONであり、そして大電流がゼネレータからバス中へ流
れると、MCU20はアドレスしたセンサが存在してい
ることを知る。定電流源54からの大電流がバス44に
ないと、MCU20はセンサが存在しないか(即ちバス
に接続されていないか)又は適切に作動していないかを
知る。
電圧レベルが限界電圧以下に落ちた時の方形波のサイク
ルの正の半サイクルの下降端時に状態“5”が起こる。
そして定電流源54がバス44に大電流を供給した時
は、D/R18回路は適切な電圧信号をMCU20に与
えてスイッチ接点がCLOSEDであることを示す。定
電流源54が大電流を供給していない時は、D/R18
回路はMCU20に適切な電圧信号を送り、スイッチ接
点が開いていることを示す。
オフセット電圧方形波バルス列の次のパルスは検知用に
予めプログラムされているバスに接続されているセンサ
と次のセンサのスイッチ接点状態を得るのに用いられ
る。各逐次パルスはバス44に接続されている各センサ
を逐次的にモニターするのに用いられる。バス上の最初
及び最後のアドレス位置だけがパルスの状態“1”の部
分を用いる、即ち装置10は各パルス列部分で初期パル
スの上昇端及び最終パルスの下降端時にターンON及び
次にOFFされる。
装置の操作 装置10の操作を説明する。図1のスイッチ16の状態
が望ましく、センサ14はバス44と1点でインターフ
ェイス接続され、スイッチ16のワイパーアームのター
ミナルは抵抗16Aのスイッチ状態端に接続されている
と仮定する。スイッチ16はエンジン中のオイル孔がふ
さがっている時を例示的に検知するのに用いられるとす
る。装置10は自動車両の(図示しない)一次電源系に
並列接続されているので、12VDCが車両の(図示し
ない)計装区画の5V電圧レギュレータ22とD/R回
路に印加される。V−レギュレータ22からの5VDC
電源電圧はMCU20に印加されるが、▲▼
ターミナルは約20msはLOWに保たれてD/R18が
完全に操作可能になるようにする。
MCU20とD/R18の操作については図4、MCU
20によって実行されるプログラムのフローチャートを
参照されたい。20msの遅延後、ブロック80の様に、
MCU20は小規模なスタートアッププログラムを行な
い、すべてのCPUレジスタは正しい値を有し、D/R
18から情報を受入れる前にコンピュータメモリ中のす
べての情報は払われる。これをレジスタの初期化と呼
ぶ。
MCU20はブロック82で示すように、RAM中の内
部センサカウンタを初期化する。よく知られている様
に、MCU20はMHzレンジで効くが、装置10は約1
KHzで動く。従ってMCU20は装置10が反応する前
に多くの機能を実行できる。
従って、命令ブロック84中のように、MCU20はポ
ート3にライトして、D/R18内の図1のオフセット
方形波発生回路28に、命令して、HIGH信号をP3
7にクロック信号をP36に与え、初期化して図2の1
KHzオフセット方形波形を与え、そして波形を限界を越
えさせる。波形の状態“2”中でセンサ14中の5V供
給ネットワークがセンサ回路に電力を供給する。電圧が
0Vから5Vに上昇した時、▲▼回路52が
HIGHリセット信号を与え、これは▲▼カ
ウンタ56に用いられる。予め定められた遅延後、リセ
ット信号はLOWとなり、不活性化される。波形が限界
(TH)をよぎると、バス44に接続された各センサ中
のクロック及び過限界ゼネレータ50がクロック信号と
過限界信号を発する。過限界信号はこの時不活性である
が、然しクロック信号はカウンタ56クロックし各セン
サ14を12進シーケンスカウントアップする。カウン
タ56の出力は各センサのアドレス検知器に印加され、
そしてその付属カウンタからの1個の2進カウントで可
能化されるように、検知器がプログラム設定された1セ
ンサがアドレスされる。カウンタがアドレスされると、
過限界信号が活性化される。活性の過限界信号は、検知
器58からのアドレス信号と共にANDゲート62に印
加され、▲▼信号を発生する。▲▼信
号はトランジスタ64をターンONし、これは次に定電
流源54をターンONして、バス上に電流信号を存在さ
せるようにする。MCU20がバスの状態をノイズスパ
イク又は他の妨害信号が読出す時に、存在しないように
するために、例えばMCU20はバス44から電圧信号
の各半サイクルを10回サンプリングする。例えば10
試料中7回点とすると、読出しは有効であるとみられ
て、バス上の電流はHIGHである。10試料中3個が
真であると、バス上の電流はLOWであり、3個の試料
は無効か干渉信号によって起った偽信号があるとみられ
る。3と7の間の試料が真の時は、バスの状態はわから
ない、そしてMCU20はその発見を捨てて、別の試料
電流データの組を求める。
MCU20はブロック86でバスの状態を読込むことを
命令される。MCU20はポート3を再びみて、P35
とP34に入来する電圧信号を読取る。P35はD/R
18からセンサ負荷状態を示す電圧信号を受け;一方P
34はバスの過限界を示す電圧信号を受取る。
MCU20は電圧情報をポート3で読取って後、バスが
ショートしているかを判定ボックス88できめる。バス
がショートしていれば、MCU20は内部“SHOR
T”カウンタを命令ブロック90のように1カウント増
加させる。次にMCU20はブロック92でバスをOU
にするように命令する。次に“SHORT COUNT
ER”中のカウントによってMCU20はブロック94
のようにプログラムをやめるか、又は命令ブロック82
中に復帰し、その点からのプログラムを始めて再挑戦す
るかをきめる。バスがショートしていなければ、MCU
20は波形の状態“4”中のセンサ状態をチェックす
る。
判定ブロック96のように、MCU20はセンサが存在
しているかをきめるためにチェックする。存在しない
と、MCU20はブロック98で図4Aに示すようにR
AM BYTE1中のそれぞれの“SENSOR PR
ESENT”ビットを払うよう命令する。センサが存在
すればMCU20はブロック100でそれぞれの“SE
NSOR PRESENT”ビットをRAM BYTE
1中にセットするように命令する。
RAM BYTE1の調整後、MCU20はブロック1
02でバス44を限界電圧以下にする命令する。これは
パルス列の負の半サイクル中又は状態“5”中に起こ
る。
限界以下のバス44では、MCU20は判定ブロック1
64でバスがショートしているかをきめる。バスがショ
ートしていれば、MCU20は“SHORT COUN
TER”を増加し、本質上バス操作を停止し、ブロック
108のようにセンサカウンタを増加し、プログラムを
すべて位置1からやり直すようにする。バスがショート
していなければ、MCUは判定ブロック110のよう
に、センサでモニターしたスイッチがOPENかCLO
SEDかをきめる。スイッチが閉じていれば、MCU2
0はブロック112で図4Aに示すようにそれぞれ“S
ENSOR CLOSED”ビットをRAM BYTE
2中にセットする命令をする。スイッチが閉じていなけ
ればMCU20はRAM BYTE2中のそれぞれの
“SENSOR CLOSED”ビットを払わせる。
RAM BYTE2の調整後、MCU20はブロック1
08のようにその内部センサカウンタを増加させる。セ
ンサカウンタが増加後、MCU20は判定ブロック11
6ですべてのセンサアドレス位置を読込んだかどうかを
きめる。そうでない時は、プログラムはMCU20に命
令して、ブロック82にもどり大電流及びセンサ負荷活
性について限界以上及び以下のバスの状態の読込みのシ
ーケンスをスタートする。すべてのアドレス位置を読込
んだら、次にMCU20は命令ブロック118のよう
に、状態ディスプレー46を上できめたRAM BYT
E状態を用いて再新する。
Schmittトグル比較器の代りに図3のA/Dコンバータ
回路を用いる時のプログラムのフローチャートを示す図
5を参照すると、図5のフローチャートは判定ブロック
120と122及び命令ブロック124が加わった以外
は図4のフローチャートと同一である。
判定ブロック120で、MCU20はセンサが期待され
るかをきめる。この判定は選ばれたアドレスにセンサが
存在するかとの予備知識があるかどうかで行なう必要が
ある。そうなら、MCUは、正常に判定ブロック88に
入り、従前と同じく進行する。ない時は、MCU20は
判定ブロック122でバス上の電圧レベルが実質上先の
無負荷平均値であるかをきめる。そうなら、バスがショ
ートしていると考えて、MCU20はその“Short”カ
ウンタをブロック90で増加し、プログラムをリセット
し、バスを再スタートする。そうでない時は、MCU2
0はブロック124で新平均値を設定することを命令
し、別のセンサを読むためにブロック82にもどる。
このタイプ状態情報装置10を図2を引用して要約す
る。ハッシュマークの方向と何をマークが記号化してい
るかを注目されたい。第1にアドレスされたセンサが存
在しそのスイッチが閉じているのに注目されたい。第2
のアドレスでは、センサが存在し、しかしスイッチは開
いている。第3のアドレスでは、センサが存在しない。
第4のアドレスでは、センサは存在するがスイッチ接点
は開いている。第5のアドレスではセンサが存在し、ス
イッチが閉じている。
本発明をその好ましい態様を引用して説明したが、本発
明の精神と範囲に該当する他の態様が存在し、そして本
発明は特許請求の範囲の適切な範囲及び正当な解釈を離
れること無く、改良、変型が可能であることを理解され
たい。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明によるスマートセンサ用の操作環境設定用
の単線式スマートセンサ装置の一部分はブロック、一部
分は略図の図である。 図2は単線式バス上の時分割式の複数個のスマートセン
サのポーリングを示す波形/アドレスシーケンス図で各
センサによって用いられるオフセット方形波のさまざま
の状態を示す。 図2Aは1ポーリングサイクル中に図2中でポーリング
されたセンサのアドレスのタイミングを示すアドレスシ
ーケンス図である。 図2Bは図2の波形のさまざまの“状態”を示す電圧図
である。 図3は図1に示した2個のSchmittトリガ比較器の代り
にMCUに状態及び診断情報を提供するのにA/Dコン
バータが使用された時のドライバ/レシーバ装置の略図
である。 図4はSchmittトリガ比較器がデータ供給に使用された
時に本発明でMCUがセンサ診断及びスイッチ状態デー
タを集積するのに用いるプログラムルーチンを示すフロ
ーチャートである。 図4AはMCUのRAM BYTE1とRAM BYT
E2を示す。 図5はA/Dコンバータがデータ供給に使用される時、
MCUによって用いられるプログラムルーチンを示すフ
ローチャートである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−194942(JP,A) 特開 昭60−136441(JP,A)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(a)複数のスイッチの各々の近くに車両全
    体に張り巡らされた電力・信号用双方向単線バス、 (b)各々が複数のスイッチの各々に対し直列抵抗検知素
    子にわたる第1接続を形成するための部材と、バスおよ
    び車両のシャーシ・アースにわたる第2接続を形成する
    ための他の部材を有するとともに、スイッチの接触状態
    を表す電流信号と所定時間帯に関するセンサーの状態を
    表す電流信号を、センサーの与えられた検知サイクルの
    所定時間帯にバスに流すセンサー回路を有する、車両全
    体に配された複数のスマートスイッチセンサー、 (c)該センサーの各々が、選ばれた検知サイクル率で順
    にアドレスされバスに時間配分されるように、パルス列
    を受信し、該パルス列のそれぞれのパルスの複数の「状
    態」を使って各センサーの検知を、示す電圧信号を受信
    するためにセンサー内の回路を作動させる電力を引き出
    すためにセンサーがバスに接続され、オフセット方形波
    パルス列の形で電力信号を発生させるために車両のシャ
    ーシ・アースに一端が接続されるとともに、単線バスの
    終端に接続され、アドレスされたセンサーによりバスに
    送られた電流信号を受信し、解読し、該アドレスされた
    センサーとそれに関するスイッチの状態を表す且つセン
    サー中の回路を開始させてクロックの信号を発生させる
    電圧信号に変換するための部材を有する、駆動・受信回
    路、 (d)該複数のセンサーの各々、およびそれに関するスイ
    ッチの状態を表示するための表示部材、 (e)複数の「状態」を含むオフセット方形波パルス列の
    発生を制御する電圧・クロック信号を該駆動・受信回路
    に書き込み、アドレスされたセンサーの各々およびそれ
    に関するスイッチの状態を表す電圧信号を駆動・受信回
    路から読みとり、センサーの各検知サイクルの間に、ア
    ドレスされたセンサーの各々とバスの作動の経路を確立
    させ、該センサーとスイッチの状態を表す最新のセンサ
    ーとスイッチの独立データを各検知サイクルの間、表示
    部材に送るために、駆動・受信回路および表示部材に相
    互接続されたマイクロコンピューターからなる、各々が
    移動スイッチ素子に接続された直列抵抗検知素子の一端
    を有する複数のスイッチの状態をモニターするための、
    自動車全体に配されたスマートセンサー多重伝送装置。
  2. 【請求項2】前記オフセット方形波が、0Vから閾電圧
    値未満の第1選定電圧値まで上昇する第1「状態」、該
    第1選定電圧値から閾電圧以上の第2選定電圧値への第
    2「状態」、該第2選定電圧値から最大電圧値まで上昇
    する第3「状態」、該最大電圧値から前記パルス列の負
    の半サイクルの間におこる閾電圧以上の第3選定電圧値
    に下がる第4「状態」および、該第3電圧値から閾電圧
    値未満の第1電圧値への第5「状態」を含む、少なくと
    も5つの「状態」を有する、請求項1の装置。
  3. 【請求項3】前記パルスの初期サイクルの後、各パルス
    の第2、第3、第4および第5「状態」に例外である負
    の半サイクルの終端で第1「状態」を有する最終サイク
    ルを供給しながら、各連続パルスが第1「状態」を排除
    する請求項2の装置。
  4. 【請求項4】前記複数のスイッチセンサーの各々が、そ
    れぞれの回路に電力を与える、前記パルス列の第2「状
    態」を受容する電圧供給部材を有する、請求項3の装
    置。
  5. 【請求項5】前記複数のスイッチセンサーの各々が、ク
    ロック・過閾発生器、リセット発生器、定電流源および
    アドレス回路を有し、該リセット発生器の各々が前記電
    圧供給部材からの電圧と同様、前記バスからの電圧にも
    応答し、電圧供給部材からの出力電圧が約0Vの選定電
    圧値未満の電圧まで上がるとき、アドレス回路の5ビッ
    トカウンターにリセット信号を与え、前記パルス列の第
    2「状態」が新しい検知サイクルの初めにある間、5ビ
    ットカウンターのリセットが複数のスイッチセンサーの
    各々の電圧始動の間におこる、請求項4の装置。
  6. 【請求項6】前記クロック・過閾発生器が、前記カウン
    ターをクロックする第3「状態」の各々が2進法のシー
    ケンスで1つ上がる間、アドレス回路の5ビットカウン
    ターにクロック信号を与え、複数のスイッチセンサーの
    各々の5ビットカウンターが同時にクロックされ、アド
    レス検出器が5ビットカウンターと結合し、複数のスイ
    ッチセンサーの各々が単一の2進カウントを受けるため
    に予めプログラムされているアドレス検出器を有し、こ
    の予備プログラムによりアドレス検出器の各々が順に作
    動させられ、アドレス信号を与えるようになり、このア
    ドレス信号がアドレスされた複数のスイッチセンサーか
    ら選ばれたスイッチセンサーを指定するために使われ、
    このアドレスされたスイッチセンサー内でSINK信号
    を発生するために過閾信号に沿って使われ、このSIN
    K信号はクロックサイクルの間、電流信号をバスに与え
    るように、定電流源をアドレスされたセンサーにおいて
    作動させるために使われる、請求項5の装置。
  7. 【請求項7】前記駆動・受信回路が、また、アドレスさ
    れたスイッチセンサーから電流信号も受信し、第4「状
    態」の間、電圧は閾値以上であり、駆動・受信回路は前
    記センサーの状態を表す電流信号を受信し、電圧が閾値
    未満である第5「状態」の間、駆動・受信回路はアドレ
    スされたセンサーと結合したスイッチの状態を表す電流
    信号を受信する、請求項6の装置。
  8. 【請求項8】前記駆動・受信回路が、センサー負荷を決
    定するための第1比較部材と、バスの過負荷状況を決定
    するための第2比較部材を有する、請求項1の装置。
  9. 【請求項9】前記駆動・受信回路が、バスに接続された
    スイッチセンサーの数が初めから分かっているとき、バ
    スとともに使うためのアナログ・デジタル変換部材を有
    する、請求項1の装置。
  10. 【請求項10】前記マイクロコンピューター内に統合部材
    が、状態電圧読みとりが実質的に妨害信号にわずらわさ
    れないようにするため、設けられている請求項7の装
    置。
JP16144587A 1986-12-22 1987-06-30 スイツチ状態モニタ−装置、そのための単線式バス、スマ−トセンサ配列 Expired - Lifetime JPH069399B2 (ja)

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US06/944,715 US4677308A (en) 1986-12-22 1986-12-22 Switch status monitoring system, single wire bus, smart sensor arrangement therefor
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