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
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    • B60R16/02—Electric 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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    • B60R16/027—Electric 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 for transmission of signals between vehicle parts or subsystems between relatively movable parts of the vehicle, e.g. between steering wheel and column

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  • Selective Calling Equipment (AREA)

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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