車両内のセンサ装置、及び、車両内のセンサ装置の駆動方法

本発明は、独立請求項１の上位概念記載の車両内のセンサ装置、及び、独立請求項７の上位概念記載の車両内のセンサ装置の駆動方法に関する。

従来技術 乗員保護システムにおける周辺センサユニットは、大抵の場合、センサデータを評価制御ユニット、例えば中央制御ユニットへ伝送する電流インタフェース（例えばＰＡＳ４−ＩＦ，ＰＳＩ５など）を利用している。 最新世代の電流インタフェース（例えばＰＳＩ５ｖ１．３やＰｅｇａｓｕｓなど）では、評価制御ユニットのクロックに同期した方式でのデータ伝送が行われる。

この場合、評価制御ユニットは動作クロック信号を形成し、新たなデータフレームの開始を信号化するためにこれを周辺センサユニットへ供給する。 この場合、センサユニットから評価制御ユニットへ向かう方向での通信は、受け取られる電流の変調によって行われる。 ここで、データ信号の変調振幅は固定に設定される。

独国公開第１０２００９０４６４５０号明細書には、少なくとも１つのセンサ及び評価ユニットを備えたセンサ装置と、当該センサ装置の駆動方法とが記載されている。 評価ユニットには少なくとも１つのセンサの測定量を表すセンサ信号が供給される。 ここでは変調器が設けられており、この変調器により、測定中にセンサのセンサ信号がこのセンサ信号から独立した周期的なテスト信号によって変調される。

発明の開示 独立請求項１記載の特徴を有する本発明の車両用センサ装置と、独立請求項７記載の特徴を有する本発明の車両内のセンサ装置の駆動方法とは、従来技術に比べて、変調振幅が、その時点の伝送特性、例えばエラーレート、障害距離、通信の周波数帯域における障害電力などに適合化されるという利点を有する。 これにより、受信されたセンサ信号に充分な信号品質がある場合、少なくとも１つのセンサユニットの障害放射を必要最小限度まで低減するために、例えば変調振幅を低減できる。 また、評価制御ユニットでの電流消費量を低減することもできる。

本発明の実施例では、有利には、少なくとも１つのセンサユニットの変調振幅を調整量とする制御回路を形成している。 目標量としては、通信線路を介して伝送されるセンサ信号の充分な信号品質が設定される。 その時点の信号品質の実際量が信号品質の設定目標量よりも低い場合には変調振幅が増大され、高い場合には変調振幅が低減される。 設定すべき変調振幅の値は例えば評価制御ユニットの送信ユニットにおいて求められ、同期信号を相応に変調することによって少なくとも１つのセンサユニットへ伝送される。 これに代えて、少なくとも１つのセンサユニットにおける受信器ユニットは、受信された誤差信号、すなわち、センサ信号の信号品質の実際量と目標量との間の制御偏差を表す信号から相応の変調振幅を求め、これを設定する。 有利には、制御回路はＰＩＤ制御回路（比例微積分制御回路）として構成される。

本発明の実施例では、車両用センサ装置は、少なくとも１つのセンサユニットと評価制御ユニットとが設けられている。 評価制御ユニットは通信線路を介して同期信号を少なくとも１つのセンサユニットへ伝送し、少なくとも１つのセンサユニットは、測定量を表すセンサ信号を、通信線路を介して評価制御ユニットへ伝送する。 本発明によれば、評価制御ユニットにより、受信されたセンサ信号のその時点での信号品質が求められ、求められたその時点での信号品質に関する情報が少なくとも１つのセンサユニットへ伝送される。 ここで、少なくとも１つのセンサユニットにより、求められたその時点での信号品質に基づいて、センサ信号を伝送するための変調振幅が設定される。

さらに、本発明は、少なくとも１つのセンサユニットと評価制御ユニットとを含む車両内のセンサ装置の駆動方法に関する。 この方法では、同期信号が評価制御ユニットから通信線路を介して少なくとも１つのセンサユニットへ伝送され、測定量を表すセンサ信号が少なくとも１つのセンサユニットから通信線路を介して評価制御ユニットへ伝送される。 本発明によれば、受信されたセンサ信号のその時点での信号品質が求められ、求められたその時点での信号品質に関する情報が少なくとも１つのセンサユニットへ伝送され、求められたその時点での信号品質に基づいて、センサ信号を伝送するための変調振幅が設定される。

評価制御ユニットとは、検出されたセンサ信号を処理及び評価する電気機器、例えば制御装置であると理解されたい。 評価制御ユニットはハードウェア及び／又はソフトウェアとして構成される少なくとも１つのインタフェースを含む。 ハードウェア構成では、インタフェースは例えば評価制御ユニットの種々の機能を含むいわゆるシステムＡＳＩＣの一部であってよい。 ただし、固有の集積回路であるインタフェース又は少なくとも部分的に個別のモジュールから成るインタフェースを構成してもよい。 ソフトウェア構成では、インタフェースは例えばマイクロコントローラ上に他のソフトウェアモジュールとともに設けられたソフトウェアモジュールであってよい。 有利には、プログラムコードを含むコンピュータプログラム製品も利用可能である。 プログラム製品は機械的に読み出し可能な担体、例えば半導体メモリもしくはハードディスクメモリもしくは光メモリなどに記憶されており、プログラムが評価制御ユニットによって実行される場合に評価実行に用いられる。

センサユニットとは、物理量乃至その変化分を直接もしくは間接に検出し、有利には電気センサ信号へ変換する少なくとも１つのセンサエレメントを含む要素であると理解されたい。 求められたセンサ信号はそれぞれのセンサユニットで評価され、センサデータへ変換される。 当該センサデータは各センサユニットで検出された物理量から求められた物理的パラメータ及び対応する単位を含む。 この場合、例えば、所定の時間領域での距離変化分がセンサエレメントによって求められ、そこから評価制御ユニットによって速度及び／又は加速度が計算される。 計算可能な他の物理的パラメータは、重量、回転数、力、圧力、エネルギ及び／又は所定のイベントに対する生起確率その他の可能量である。 センサ信号の計算は静的及び／又は動的に行うことができる。 さらに、センサ信号の計算は連続的にもしくは単独で行うことができる。

従属請求項に記載された手段により、独立請求項１に記載の車両内のセンサ装置、及び、独立請求項７に記載の車両内のセンサ装置の駆動方法の有利な実施態様が得られる。

特に有利には、評価制御ユニットは求められたその時点での信号品質に関する情報によって同期信号を変調して少なくとも１つのセンサユニットへ伝送する。 これにより、従前使用されていた同期信号をその時点での信号品質に関する情報の伝送にも使用でき、本発明を簡単に実現できる。

本発明のセンサ装置の有利な実施形態では、評価制御ユニットは求められたその時点での信号品質と設定された信号品質とから、求められたその時点での信号品質に関する情報として設定すべき変調振幅を求め、これを少なくとも１つのセンサユニットへ伝送する。 少なくとも１つのセンサユニットは受信した信号品質に関する情報を直接に変調振幅の設定に用いる。 このことは、評価制御ユニットが設定すべき変調振幅の値を求めてこれを少なくとも１つのセンサユニットへ伝送することを意味する。

本発明のセンサ装置の別の有利な実施形態では、評価制御ユニットは、求められたその時点での信号品質と設定された信号品質とから、求められたその時点での信号品質に関する情報として誤差信号を求め、これを少なくとも１つのセンサユニットへ伝送する。 この場合、少なくとも１つのセンサユニットは、受信された誤差信号からセンサ信号に対する変調振幅を求め、この変調振幅を設定する。

本発明のセンサ装置の別の有利な実施形態では、少なくとも１つのセンサユニットは検出された測定量を伝送するためにセンサ信号の電流消費量を変調する。 これにより、測定量を簡単に評価制御ユニットへ伝送することができる。

本発明の駆動方法の有利な実施形態では、求められたその時点での信号品質に関する情報は、エラーレート及び／又は障害距離に関する情報を含む。

本発明の駆動方法の別の有利な実施形態では、同期信号が求められたその時点での信号品質に関する情報によって変調され、少なくとも１つのセンサユニットへ伝送される。

本発明の駆動方法の別の有利な実施形態では、センサ信号を伝送するための変調振幅が評価制御ユニット又は少なくとも１つのセンサユニットにより求められる。

本発明の実施例を図示し、以下に詳細に説明する。 図中、同じ部品や同様の機能を有する要素には同じ参照番号を付してある。

本発明のセンサ装置の実施例を示す概略的なブロック図である。

本発明の実施例 図１からわかるように、本発明の図示の実施例の車両用センサ装置１０は、第１の送信器ユニット２２及び第１の受信器ユニット２４を含む評価制御ユニット２０と、第２の送信器ユニット３２及び第２の受信器ユニット３４を含むセンサユニット３０とを備えている。 評価制御ユニット２０は通信線路１２を介してセンサユニット３０と通信する。 評価制御ユニット２０は通信線路１２を介して同期信号Ｓ _ＡＳを少なくとも１つのセンサユニット３０へ伝送する。 少なくとも１つのセンサユニット３０は、同期信号Ｓ _ＡＳに応答して、測定量を表すセンサ信号Ｓ _ＩＭを、通信線路１２を介して評価制御ユニット２０へ伝送する。

本発明によれば、評価制御ユニット２０は受信したセンサ信号Ｓ _ＩＭのその時点での信号品質Ｇ _ｉを求め、求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報Ｍ _Ａ ，ΔＭをセンサユニット３０へ伝送する。 求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに依存して、センサユニット３０はセンサ信号Ｓ _ＩＭを伝送するための変調振幅Ｍ _Ａを設定する。 求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報Ｍ _Ａ ，ΔＭは例えばエラーレートおよび／または障害距離に関する情報を含む。

伝送すべきセンサ信号Ｓ _ＩＭの可変設定可能な変調振幅Ｍ _Ａにより、センサユニット３０から通信の周波数帯域で放射される障害電力が低減される。 これは、例えば障害距離がきわめて大きい場合に、確実な通信にとってより小さな変調振幅でも充分であるか否かが考慮されるからである。

公知の通信規格、例えばＰＳＩ５ｖ１．３，ＰＳＩ５ｖ２．０では、評価制御ユニット２０は、同期信号Ｓ _ＡＳの変調、例えばオンオフ変調もしくはパルス幅変調などにより、評価制御ユニット２０からセンサユニット３０へ向かう通信を形成する。 センサユニット３０には、戻り線路を介して、通信のその時点での信号品質が報知される。 これにより、センサユニット３０は、充分な信号品質が得られる場合、変調振幅Ｍ _Ａを低減して、信号の障害放射が必要最小限度まで低減されるようにする。 このようにすれば、評価制御ユニット２０での電流消費も最小化される。

このことは、評価制御ユニット２０が、第１の送信器ユニット２２内に配置された変調器２２．１を介して、同期信号Ｓ _ＡＳを、求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報Ｍ _Ａ ，ΔＭで変調し、変調された同期信号Ｓ _ＡＳをセンサユニット３０へ伝送することを意味する。 センサユニット３０は、変調された同期信号Ｓ _ＡＳを、第２の受信器ユニット３４で受信する。 受信された同期信号は第２の受信器ユニット３４内に配置された復調器３４．１により復調され、その時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報Ｍ _Ａ ，ΔＭが評価される。

第１の実施例では、評価制御ユニット２０は求められた信号品質Ｇ _ｉと設定された目標信号品質Ｇ _Ｓとから誤差信号ΔＧを求め、これに対応するレベル差ΔＭをその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報としてセンサユニット３０へ伝送する。 センサユニット３０は受信したレベル差ΔＭを評価し、設定すべき変調振幅Ｍ _Ａを求める。 測定値を伝送するために、センサユニット３０はセンサ信号Ｓ _ＩＭで求められた変調振幅Ｍ _Ａを相応に設定する。 さらに、センサユニット３０は、検出された測定量を伝送するために、第２の送信器ユニット３２内に配置された変調器３２．１によって、センサ信号Ｓ _ＩＭの電流消費量を変調する。

第２の実施例では、評価制御ユニット２０は求められた信号品質Ｇ _ｉと設定された目標信号品質Ｇ _Ｓとから誤差信号ΔＧを求め、求められた誤差信号ΔＧから設定すべき変調振幅Ｍ _Ａに対応する値を計算し、その時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報としてセンサユニット３０へ伝送する。 センサユニット３０は設定すべき変調振幅Ｍ _Ａに対する値を受信し、センサ信号Ｓ _ＩＭの変調振幅Ｍ _Ａを相応に設定する。 さらに、センサユニット３０は、検出された測定量を伝送するために、第２の送信器ユニット３２内に配置された変調器３２．１によって、センサ信号Ｓ _ＩＭの電流消費量を変調する。

本発明の実施例の、少なくとも１つのセンサユニット３０及び評価制御ユニット２０を備えた車両内のセンサ装置の駆動方法では、評価制御ユニット２０が通信線路１２を介して同期信号Ｓ _ＡＳを少なくとも１つのセンサユニット３０へ伝送する。 測定量を表すセンサ信号Ｓ _ＩＭは、少なくとも１つのセンサユニット３０から通信線路１２を介して評価制御ユニット２０へ伝送される。 本発明によれば、受信されたセンサ信号Ｓ _ＩＭのその時点での信号品質Ｇ _ｉが求められ、求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報が少なくとも１つのセンサユニット３０へ伝送される。 ここでは、センサ信号Ｓ _ＩＭを伝送するための変調振幅Ｍ _Ａが、求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに依存して設定される。 有利には、同期信号Ｓ _ＡＳは、求められたその時点での信号品質Ｇ _ｉに関する情報で変調され、少なくとも１つのセンサユニット３０へ伝送される。 さらに、評価制御ユニット２０又は少なくとも１つのセンサユニット３０はセンサ信号Ｓ _ＩＭを伝送するための変調振幅Ｍ _Ａを求める。

本発明の別の実施例では、有利には制御回路として実現されたセンサ装置が用いられる。 この場合、調整量はセンサ信号の変調振幅である。 調整量は充分な通信品質を表す量、例えばエラーレートである。 エラーレート実際値が設定された目標量よりも小さい場合、送信器ユニットは変調振幅を低減する信号を受け取り、エラーレート実際値が設定された目標量よりも大きい場合には、送信器ユニットは変調振幅を増大する信号を受け取る。 相応の制御回路は有利にはＰＩＤ制御回路として構成され、評価制御ユニットの第１の送信器ユニット内もしくはセンサユニットの第２の受信器ユニット内に配置される。 第１の送信器ユニット内に配置される場合には、使用すべき変調振幅が同期信号の変調によって直接に伝送される。 第２の受信器ユニット内に配置される場合には、同期信号の変調によって制御偏差が伝送され、これがセンサユニットで評価されて処理される。