JP2008172364A - Communication apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ローカル装置の接続されたスレーブコントローラと、マスタコントローラとからなる通信装置に関する。 The present invention relates to a communication device including a slave controller to which a local device is connected and a master controller.
近年、自動車において、車両制御の高精度化や高機能化が進んでいる。それに伴って、さまざまな車両情報を得るため、数多くのセンサ装置が用いられるようになってきた。これらのセンサ装置は、例えば通信線によって車両制御装置に接続され、互いに情報をやり取りしている。このようなシステムとして、従来、図12に示すようなものがあった。車両制御装置12'は、イグニッションスイッチ6'を介してバッテリ7'の正極端子に接続されている。バッテリ7'の負極端子は車体に接地、つまり、車体グランドに接続されている。センサ装置103'は、一対の通信線11'を介して車両制御装置12'に接続されている。また、センサ装置103'には、センサ102'が接続されている。
In recent years, high precision and high functionality of vehicle control have been advanced in automobiles. Accordingly, many sensor devices have been used to obtain various vehicle information. These sensor devices are connected to the vehicle control device by a communication line, for example, and exchange information with each other. Conventionally, such a system has been shown in FIG. The
センサ装置103'は、電源回路1030'と、制御判定回路1036'と、通信インタフェース回路1037'とから構成されている。一対の通信線11'は、端子BA、BBを介して電源回路1030'と通信インタフェース回路1037'に接続されている。電源回路1030'の出力端子は、端子SAを介してセンサ102'の正極電源端子102g'に接続されている。センサ102'の負極電源端子102h'が接続される端子SBは、センサ装置103'のグランド、つまり、回路グランドに接続されている。
The
車両制御装置12'は、図13に示すように、車体グランドを基準として、通信線11'を介してセンサ装置103'に直流電圧を供給する(給電フェーズ)。また、給電フェーズで供給される直流電圧の範囲内の所定電圧で、通信線11'の電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させることにより、通信インタフェース回路1037'を介してセンサ装置103'と通信する(通信フェーズ)。
As shown in FIG. 13, the
センサ装置103'の電源回路1030'は、給電フェーズにおいて、通信線11'を介して供給される直流電圧から、センサ102'に供給する直流電圧を作り出し出力する。図14に示すように、給電フェーズのとき、センサ102'に供給される直流電圧は、車体グランドに対して安定している。しかし、通信フェーズになると、通信線11'の電圧の変化に伴って、車体グランドに対して全体的に高電圧側にシフトする。しかも、通信線11'の電圧の変化に同期して、ともに同相でパルス状に変化する。センサ装置103'からセンサ102'までの配線が長い場合、又はセンサ102'自体が長い導線によって構成されている場合、供給される直流電圧が同相でパルス状に変化することで、配線やセンサ102'自体からノイズが放射される可能性があった。
The
従来、このようなシステムにおいて、ノイズの放射を抑えることができるものとして、特開2005−277546号公報に開示されている通信装置がある。この通信装置は、マスタコントローラと、スレーブコントローラとからなり、通信線によって接続されている。スレーブコントローラには、終端回路が設けられている。終端回路は、通信線の電位の遷移に関わらず、スレーブコントローラの入力インピーダンスを通信線のインピーダンスと整合させる回路である。そのため、インピーダンスの不整合に伴う通信線やスレーブコントローラからのノイズの放射を抑えることができる。
しかし、前述したシステムにおいては、センサに供給される直流電圧が、通信線の電圧の変化に同期して、ともに同相でパルス状に変化することによってノイズが放射される。そのため、終端回路を設け、スレーブコントローラの入力インピーダンスを通信線のインピーダンスと整合させたとしても、ノイズの放射を抑えられるものではない。 However, in the above-described system, noise is radiated when the DC voltage supplied to the sensor changes in the same phase in a pulse manner in synchronization with the change in the voltage of the communication line. For this reason, even if a termination circuit is provided and the input impedance of the slave controller is matched with the impedance of the communication line, noise emission cannot be suppressed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ローカル装置へ供給される直流電圧の変動に伴う、スレーブコントローラとローカル装置との間の配線、又はローカル装置からのノイズの放射を抑えることができる通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and suppresses the emission of noise from the wiring between the slave controller and the local device or the local device accompanying fluctuations in the DC voltage supplied to the local device. An object of the present invention is to provide a communication device that can perform the above-described operation.
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、通信線の電圧をローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子にそれぞれ供給することで、スレーブコントローラとローカル装置との間の配線、又はローカル装置からのノイズの放射を抑えられることを思いつき、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive studies and trial and error to solve this problem, the present inventor has supplied the communication line voltage to the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the local device, respectively, so that the slave controller and the local device are supplied. The inventors have come up with the idea that the noise emission from the wiring between the two and the local device can be suppressed, and the present invention has been completed.
すなわち、請求項1に記載の通信装置は、一対の通信線と、通信線に接続され、通信線を介して供給される直流電圧により作動するとともに、接続されるローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子に直流電圧を供給するスレーブコントローラと、通信線に接続され、通信線に直流電圧を供給するとともに、通信線の電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させることによりスレーブコントローラと通信するマスタコントローラとからなる通信装置において、スレーブコントローラは、通信線の電圧をローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子にそれぞれ供給することを特徴とする。 That is, the communication device according to claim 1 is operated by a pair of communication lines and a DC voltage connected to the communication lines and supplied through the communication lines, and the positive power supply terminal and the negative electrode of the connected local device A slave controller that supplies a DC voltage to the power supply terminal, and a slave controller that is connected to the communication line, supplies the DC voltage to the communication line, and changes the voltage of the communication line in a pulse shape so as to have opposite phases to each other. In a communication device including a master controller for communication, the slave controller supplies the voltage of the communication line to the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the local device, respectively.
この構成によれば、ローカル装置へ供給される直流電圧の変動に伴う、スレーブコントローラとローカル装置との間の配線、又はローカル装置からのノイズの放射を抑えることができる。マスタコントローラは、通信状態のとき、通信線の電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させる。スレーブコントローラは、通信線の電圧を、ローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子にそれぞれ供給する。そのため、ローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子の電圧を、互いに逆位相とすることができる。これにより、正極電源端子側から放射されるノイズと、負極電源端子側から放射されるノイズの電界も互いに逆位相となる。従って、ノイズの電界が相殺され、全体としてノイズの放射を抑えることができる。 According to this configuration, it is possible to suppress the emission of noise from the wiring between the slave controller and the local device or the local device, which accompanies fluctuations in the DC voltage supplied to the local device. When in the communication state, the master controller changes the voltage of the communication line in a pulse shape so as to be in opposite phases to each other. The slave controller supplies the voltage of the communication line to the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the local device, respectively. Therefore, the voltages of the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the local device can be in opposite phases. Thereby, the electric field of the noise radiated from the positive power supply terminal side and the noise radiated from the negative power supply terminal side are also in opposite phases. Therefore, the electric field of noise is canceled out, and noise emission can be suppressed as a whole.
請求項2に記載の通信装置は、請求項1に記載の通信装置において、さらに、スレーブコントローラは、通信線の電圧を、抵抗を介してローカル装置の正極電源端子及び負極電源端子にそれぞれ供給することを特徴とする。この構成によれば、ローカル装置に供給される電流を抑えることができる。そのため、ローカル装置の消費電力を抑えることができる。 The communication device according to claim 2 is the communication device according to claim 1, and the slave controller further supplies the voltage of the communication line to the positive power supply terminal and the negative power supply terminal of the local device through a resistor, respectively. It is characterized by that. According to this configuration, the current supplied to the local device can be suppressed. Therefore, the power consumption of the local device can be suppressed.
請求項3に記載の通信装置は、請求項1又は2に記載の通信装置において、さらに、ローカル装置は、抵抗と、抵抗の両端にそれぞれ接続され、反抵抗側の端部に正極電源端子及び負極電源端子がそれぞれ構成される線状の一対の導体とからなり、物体が衝突して荷重が加わると、一対の導体が短絡し、正極電源端子と負極電源端子との間の抵抗値が変化するタッチセンサであることを特徴とする。この構成によれば、タッチセンサ自体からのノイズの放射を抑え、物体の衝突を検出することができる。タッチセンサは、線状の導体を有しており、これがアンテナ媒体として機能し、本来ノイズを放射しやすい。しかし、本構成とすることで、タッチセンサ自体からのノイズの放射を抑え、物体の衝突を検出することができる。 The communication device according to claim 3 is the communication device according to claim 1 or 2, further, the local device is connected to a resistor and both ends of the resistor, and a positive power supply terminal and Each negative electrode power terminal is composed of a pair of linear conductors. When an object collides and a load is applied, the pair of conductors are short-circuited, and the resistance value between the positive power terminal and the negative power terminal changes. It is a touch sensor which performs. According to this configuration, noise emission from the touch sensor itself can be suppressed, and an object collision can be detected. The touch sensor has a linear conductor, which functions as an antenna medium and inherently radiates noise. However, with this configuration, it is possible to suppress the emission of noise from the touch sensor itself and detect an object collision.
請求項4に記載の通信装置は、請求項3に記載の通信装置において、さらに、スレーブコントローラは、タッチセンサの正極電源端子と負極電源端子との間の電圧を増幅する差動増幅回路を有することを特徴とする。この構成によれば、タッチセンサの抵抗値の変化を確実に検出することができる。タッチセンサの正極電源端子と負極電源端子の電圧は、通信線の電圧に同期して互いに逆位相となるようにパルス状に変化している。タッチセンサは、物体が衝突して荷重が加わると、正極電源端子と負極電源端子との間の抵抗が減少する。それに伴って、正極電源端子と負極電源端子との間の電圧も変化する。そのため、正極電源端子と負極電源端子との間の電圧を差動増幅回路によって差動増幅することで、タッチセンサの抵抗値の変化を確実に検出することができる。
The communication device according to
請求項5に記載の通信装置は、請求項4に記載の通信装置において、さらに、差動増幅回路は、入力端子の入力抵抗がタッチセンサの抵抗より大きいことを特徴とする。この構成によれば、差動増幅回路への電流の流れ込みを抑え、タッチセンサに充分な電流を供給することができる。そのため、差動増幅回路への電流の流れ込みに伴うタッチセンサの出力電圧の低下を抑えることができる。なお、差動増幅回路の入力端子の入力抵抗は、タッチセンサの抵抗の500倍以上であると好ましい。さらに、1000倍以上であるとより好ましい。 The communication device according to a fifth aspect is the communication device according to the fourth aspect, wherein the differential amplifier circuit has an input resistance of the input terminal larger than a resistance of the touch sensor. According to this configuration, current flowing into the differential amplifier circuit can be suppressed and sufficient current can be supplied to the touch sensor. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the output voltage of the touch sensor due to the current flowing into the differential amplifier circuit. Note that the input resistance of the input terminal of the differential amplifier circuit is preferably 500 times or more the resistance of the touch sensor. Furthermore, it is more preferable that it is 1000 times or more.
請求項6に記載の保護装置は、請求項4又は5に記載の通信装置において、さらに、スレーブコントローラは、差動増幅回路の出力電圧を保持する出力保持回路を有することを特徴とする。この構成によれば、差動増幅回路の出力電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサの抵抗値の変化を確実に検出することができる。 According to a sixth aspect of the present invention, in the communication device according to the fourth or fifth aspect, the slave controller further includes an output holding circuit that holds an output voltage of the differential amplifier circuit. According to this configuration, it is possible to reliably detect a change in the resistance value of the touch sensor without being affected by a change in the output voltage of the differential amplifier circuit.
請求項7に記載の保護装置は、請求項6に記載の通信装置において、さらに、スレーブコントローラは、通信線の電圧の変化に基づいて、直流電圧が供給される給電状態と、電圧を変化させ通信する通信状態とを判定する状態判定回路を有し、出力保持回路は、状態判定回路が給電状態であると判定したとき、差動増幅回路の出力を保持することを特徴とする。この構成によれば、通信状態のときにおける電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサの抵抗値の変化を確実に検出することができる。通信状態のとき、タッチセンサに供給される直流電圧はパルス状に変化している。そのため、給電状態のときに差動増幅回路の出力電圧を保持することで、通信状態のときにおける電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサの抵抗の変化を確実に検出することができる。 The protection device according to a seventh aspect is the communication device according to the sixth aspect, wherein the slave controller further changes the power supply state in which a DC voltage is supplied and the voltage based on a change in the voltage of the communication line. A state determination circuit for determining a communication state for communication is provided, and the output holding circuit holds the output of the differential amplifier circuit when the state determination circuit determines that the power supply state is present. According to this configuration, it is possible to reliably detect a change in the resistance value of the touch sensor without being affected by a change in voltage during the communication state. In the communication state, the DC voltage supplied to the touch sensor changes in a pulse shape. Therefore, by holding the output voltage of the differential amplifier circuit in the power supply state, it is possible to reliably detect a change in the resistance of the touch sensor without being affected by the voltage change in the communication state.
請求項8に記載の保護装置は、請求項1又は2に記載の通信装置において、さらに、ローカル装置は、正極電源端子及び負極電源端子が線状の配線を介してスレーブコントローラに接続されていることを特徴とする。この構成によれば、ローカル装置とスレーブコントローラとを接続する配線からのノイズの放射を抑えることができる。配線は線状の導体によって構成されており、これがアンテナ媒体として機能し、本来ノイズを放射しやすい。しかし、本構成とすることで、配線からのノイズの放射を抑えることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the communication device according to the first or second aspect, the local device has a positive power supply terminal and a negative power supply terminal connected to the slave controller via a linear wiring. It is characterized by that. According to this configuration, it is possible to suppress noise emission from the wiring connecting the local device and the slave controller. The wiring is composed of a linear conductor, which functions as an antenna medium and tends to radiate noise originally. However, with this configuration, noise emission from the wiring can be suppressed.
本実施形態は、本発明に係る通信装置を、バンパーに衝突した歩行者を保護する歩行者保護装置に適用した例を示す。 This embodiment shows the example which applied the communication apparatus which concerns on this invention to the pedestrian protection apparatus which protects the pedestrian who collided with the bumper.
まず、図1及び図2を参照して歩行者保護装置の全体構成について説明する。ここで、図1は、本実施形態における歩行者保護装置の全体構成に関する模式的平面図である。図2は、バンパー周辺の構成に関する斜視図である。 First, the overall configuration of the pedestrian protection device will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Here, FIG. 1 is a schematic plan view relating to the overall configuration of the pedestrian protection apparatus in the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view regarding the configuration around the bumper.
図1に示すように、歩行者保護装置1(通信装置)は、歩行者衝突検出装置10と、一対の通信線11と、歩行者保護制御装置12(マスタコントローラ)と、ピラーエアバッグ展開装置13、14と、ピラーエアバッグ15とから構成されている。
As shown in FIG. 1, a pedestrian protection device 1 (communication device) includes a pedestrian
歩行者衝突検出装置10は、バンパー2への歩行者の衝突を検出する装置であり、バンパー2の周辺に配設されている。通信線11は、歩行者保護制御装置12から歩行者衝突検出装置10に電圧を供給するとともに、歩行者保護制御装置12と歩行者衝突検出装置10との間で指令や検出結果を送受信するための信号線である。歩行者保護制御装置12は、歩行者衝突検出装置10の検出結果に基づいてピラーエアバッグ15を展開するための点火信号を出力する装置であり、車両中央部に配設されている。ピラーエアバッグ展開装置13、14は、歩行者保護制御装置12からの点火信号に基づいてピラーエアバッグ15を展開させる装置であり、フロントピラー周辺に配設されている。ピラーエアバッグ展開装置13、14は、歩行者保護制御装置12に接続されている。ピラーエアバッグ15は、ピラーエアバッグ展開装置13、14によってフロントウインドウの前方に展開され、バンパー2に衝突した歩行者を保護する装置であり、フロントピラー周辺に配設されている。
The pedestrian
図2に示すように、歩行者衝突検出装置10は、センサ保持板100と、光ファイバーセンサ101と、タッチセンサ102(ローカル装置)と、衝突検出回路103(スレーブコントローラ)とから構成されている。センサ保持板100は、光ファイバーセンサ101及びタッチセンサ102を保持するための樹脂からなる略長方形板状の部材である。光ファイバーセンサ101は、衝突の衝撃による荷重が加わると伝送される光量が減少する長尺状のセンサである。タッチセンサ102は、衝突の衝撃による荷重が加わると抵抗値が減少する長尺状のセンサである。衝突検出回路103は、光ファイバーセンサ101によって伝送された光量、及びタッチセンサ102の抵抗値に基づいてバンパー2への歩行者の衝突を検出する回路である。
As shown in FIG. 2, the pedestrian
ここで、バンパー2は、バンパーカバー20と、バンパーアブソーバー21とから構成されている。車両ボディーの構成部材であるサイドメンバー30、31の前端部には、バンパー2の取付け部材であるバンパーリインホースメント32が固定されている。バンパーカバー20は、バンパーアブソーバー21を介してバンパーリインホースメント32に固定されている。バンパーアブソーバー21とバンパーリインホースメント32の間には、センサ保持板100に保持された光ファイバーセンサ101及びタッチセンサ102が配設されている。光ファイバーセンサ101及びタッチセンサ102は、それぞれ衝突検出回路103に接続されている。
Here, the bumper 2 includes a
次に、図3〜図8を参照してタッチセンサについて詳細に説明する。ここで、図3及び図4は、タッチセンサの模式的断面図及びそのA−A矢視断面図である。図5は、タッチセンサの等価回路図である。図6及び図7は、物体が衝突したときのタッチセンサの模式的断面図及びそのB−B矢視断面図である。図8は、物体が衝突したときのタッチセンサの等価回路図である。 Next, the touch sensor will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIGS. 3 and 4 are a schematic cross-sectional view of the touch sensor and a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the touch sensor. 6 and 7 are a schematic cross-sectional view of the touch sensor and a cross-sectional view taken along the line BB when the object collides. FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the touch sensor when an object collides.
図3及び図4に示すように、タッチセンサ102は、弾性を有する円筒状の絶縁部材102aと、絶縁部材102aの内周面に螺旋状に配設される線状の導体からなる電極102b〜102eとから構成されている。電極102b、102dは、絶縁部材102aの内周面に互いに対向して配置されている。電極102c、102eも、絶縁部材102aの内周面に互いに対向して配置されている。図5に示すように、電極102b、102cの一端は、互いに電気的に接続されている。電極102d、102eの一端も、互いに電気的に接続されている。また、電極102c、102eの他端は、抵抗102fを介して互いに電気的に接続されている。抵抗102fは1〜2kΩに設定されている。さらに、電極102b、102dの他端は、それぞれ正極電源端子102g及び負極電源端子102hを構成している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図6及び図7に示すように、剛性を有する基部4上に配設されたタッチセンサ102の長手方向のいずれかに物体5が衝突して荷重が加わると、絶縁部材102aが変形し、内周面に配設されている電極102b、102eが電気的に接触する。また、電極102c、102dも電気的に接触する。そのため、図8に示すように、抵抗102fが短絡されることとなり、正極電源端子102g及び負極電源端子102h間の抵抗値が減少する。
As shown in FIGS. 6 and 7, when the
次に、図9及び図10を参照して歩行者保護装置の回路構成について詳細に説明する。ここで、図9は、歩行者保護装置の回路ブロック図である。図10は、差動増幅回路の回路図である。 Next, the circuit configuration of the pedestrian protection device will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10. Here, FIG. 9 is a circuit block diagram of the pedestrian protection device. FIG. 10 is a circuit diagram of the differential amplifier circuit.
図9に示すように、歩行者保護制御装置12は、イグニッションスイッチ6を介してバッテリ7の正極端子に接続されている。バッテリ7の負極端子は車体に接地、つまり、車体グランドに接続されている。また、歩行者保護制御装置12は、通信線11を介して歩行者衝突検出装置10に接続されている。さらに、ピラーエアバッグ展開装置13、14にそれぞれ接続されている。歩行者保護制御装置12は、イグニッションスイッチ6を介して供給されるバッテリの直流電圧によって作動し、車体グランドを基準として、通信線11を介して歩行者衝突検出装置10に直流電圧を供給する。また、供給される直流電圧の範囲内の所定電圧で、通信線11の電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させることにより歩行者衝突検出装置10と通信する。そして、通信によって得られた歩行者衝突検出装置10の検出結果に基づいて、ピラーエアバッグ展開装置13、14に点火信号を出力する。
As shown in FIG. 9, the pedestrian
衝突検出装置103は、電源回路1030と、抵抗1031、1032と、状態判定回路1033と、差動増幅回路1034と、出力保持回路1035と、制御回路1036と、通信インタフェース回路1037とから構成されている。
The
電源回路1030は、通信線11を介して歩行者保護制御装置12から供給される直流電圧によって充電され、衝突検出回路103内の各部に供給する直流電圧を出力する回路である。電源回路1030の2つの入力端子は、端子BA、BBを介して通信線11にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、衝突検出回路103内の各部に接続(図略)されている。
The
抵抗1031、1032は、通信線11の電圧をタッチセンサ102の正極電源端子102g及び負極電源端子102hにそれぞれ供給するとともに、タッチセンサ102に流れる電流を制限するための素子である。抵抗1031の一端は、端子BAを介して通信線11の一方に接続されている。また、他端は、端子SAを介してタッチセンサ102の正極電源端子102gに接続されている。抵抗1032の一端は、端子BBを介して通信線11の他方に接続されている。また、他端は、端子SBを介してタッチセンサ102の負極電源端子102hに接続されている。
The
状態判定回路1033は、通信線11の電圧の変化に基づいて、直流電圧が供給される給電フェーズと、電圧を変化させ通信する通信フェーズとを判定し、給電フェーズであると判定したとき、所定の信号を出力する回路である。状態判定回路1033の入力端子は、端子BAを介して通信線11の一方に接続されている。また、出力端子は、出力保持回路1035に接続されている。
The
差動増幅回路1034は、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧を差動増幅する回路である。差動増幅回路103fの2つの入力端子は、端子SA、SBを介してタッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとにそれぞれ接続されている。また、出力端子は、出力保持回路1035に接続されている。
The
より具体的には、差動増幅回路103は、図10に示すように、オペアンプ1034a、1034bと、抵抗1034c〜1034hと、コンデンサ1034i〜1034lとから構成されている。
More specifically, as shown in FIG. 10, the
オペアンプ1034aの非反転入力端子は、抵抗1034cを介して端子SBに接続されている。反転入力端子は、抵抗1034dを介して回路グランドに接地されている。また、非反転入力端子及び反転入力端子は、コンデンサ1034i、1034jを介して回路グランドに接地されている。さらに、出力端子と反転入力端子との間には、抵抗1034eが接続されている。端子SBに入力される電圧が所定の増幅率で増幅されるよう、抵抗1034c〜1034eの値が設定されている。
The non-inverting input terminal of the
オペアンプ1034bの非反転入力端子は、抵抗1034fを介して端子SAに接続されている。反転入力端子は、抵抗1034gを介してオペアンプ1034aの出力端子に接続されている。また、非反転入力端子及び反転入力端子は、コンデンサ1034k、1034lを介して回路グランドに接地されている。出力端子と反転入力端子との間には、抵抗1034hが接続されている。オペアンプ1034aの出力電圧と端子SAに入力される電圧の差電圧が所定の増幅率で増幅されるよう、抵抗1034f〜1034hの値が設定されている。さらに、出力端子は、出力保持回路1035に接続されている。
The non-inverting input terminal of the
このように、差動増幅回路1034の入力端子は、オペアンプ1034a、1034bの非反転入力端子に接続されている。そのため、差動増幅回路1034の入力端子の入力抵抗を、タッチセンサ102の抵抗102fの1000倍以上にすることができる。
As described above, the input terminal of the
図9に示すように、出力保持回路1035は、状態判定回路1033の出力信号に基づいて、差動増幅回路1034の出力電圧を保持する回路である。出力保持回路1035の一方の入力端子は、状態判定回路1033の出力端子に接続されている。もう一方の入力端子は、差動増幅回路1034の出力端子に接続されている。出力端子は、制御判定回路1036に接続されている。
As shown in FIG. 9, the
制御回路1036は、通信インタフェース回路1037を介して入力される歩行者保護制御装置12からの指令に基づいて動作し、光ファイバーセンサ101によって伝送された光量の検出結果、及び出力保持回路1035の保持した差動増幅回路1034の出力電圧をデータに変換して通信インタフェース回路1037に出力する回路である。制御回路1036の入力端子は、出力保持回路1035の出力端子に接続されている。また、光入力端子及び光出力端子は、光ファイバーセンサ101にそれぞれ接続されている。さらに、データ入出力端子は、通信インタフェース回路1037に接続されている。
The
通信インタフェース回路1037は、通信線11を介して歩行者保護制御装置12と指令及び検出結果を送受信する回路である。通信インタフェース回路1037は、通信線11の電圧を互いに逆位相となるようパルス状に変化させことにより、歩行者保護制御装置12から送信される指令を受信し、データに変換して制御回路1036に出力する。また、制御回路1036から出力される衝突に関する検出結果のデータを、通信線11の電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させることにより、歩行者保護制御装置12に送信する。通信インタフェース回路1037の2つの通信入出力端子は、端子BA、BBを介して通信線11にそれぞれ接続されている。また、データ入出力端子は、制御回路1036のデータ入出力端子に接続されている。
The
次に、図9を参照するとともに、必要に応じ図10及び図11を参照して歩行者保護装置の動作について説明する。ここで、図11は、衝突検出回路の端子BA、BB、SA、SBにおける電圧波形を示すグラフである。 Next, the operation of the pedestrian protection device will be described with reference to FIG. 9 and with reference to FIGS. 10 and 11 as necessary. Here, FIG. 11 is a graph showing voltage waveforms at terminals BA, BB, SA, and SB of the collision detection circuit.
イグニッションスイッチ6がオンすると、バッテリ7の直流電圧が歩行者保護制御装置12に供給される。直流電圧が供給されることで、歩行者保護制御装置12は作動を開始する。歩行者保護制御装置12は、図11に示すように、端子BAがVsup、端子BBが車体グランドになるように、通信線11を介して衝突検出回路103に直流電圧を供給する(給電フェーズ)。電源回路1030は、通信線11を介して供給される直流電圧によって充電され、衝突検出回路103内に電源電圧として直流電圧を供給する。直流電圧が供給されることで、衝突検出回路103は作動を開始する。その後、歩行者保護制御装置12は、図11に示すように、給電フェーズで供給される直流電圧の範囲内の所定電圧で、通信線11の電圧、つまり、端子BA、BBの電圧を互いに逆位相となるようにパルス状に変化させることにより、衝突検出回路103との間で指令や検出結果を送受信する(通信フェーズ)。以降、給電フェーズと通信フェーズが繰り返される。
When the ignition switch 6 is turned on, the DC voltage of the battery 7 is supplied to the pedestrian
タッチセンサ102の正極電源端子102gが接続される端子SAには、抵抗1031を介して端子BAの電圧が印加される。また、タッチセンサ102の負極電源端子102hが接続される端子SBには、抵抗1032を介して端子BBの電圧が印加される。タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間には、抵抗102fが接続されている。そのため、端子BAと端子BBとの間の電圧が、抵抗1031、1032、及び抵抗102fによって分圧されることとなる。従って、図11に示すように、端子SA、SBの電圧は、端子BA、BBの電圧に同期し、互いに逆位相となる。つまり、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hの電圧が、通信線11の電圧に同期して常に互いに逆位相となる。そのため、タッチセンサ102の正極電源端子102g側から放射されるノイズと、負極電源端子102h側から放射されるノイズの電界も互いに逆位相となる。これにより、ノイズの電界が相殺され、全体としてタッチセンサ102からのノイズの放射が抑えられる。さらに、タッチセンサ102に流れる電流は、抵抗1031、1032によって制限されている。そのため、タッチセンサ102の消費電力を抑えることができる。
The voltage of the terminal BA is applied to the terminal SA to which the positive
タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧は、差動増幅回路1034によって差動増幅される。図10において、差動増幅回路1034の入力抵抗は、タッチセンサ102の抵抗102fの1000倍以上であり、より大きい。そのため、抵抗1031、1032に流れる電流が差動増幅回路1034に流れ込み、タッチセンサ102の出力電圧が低下してしまうことはない。
The voltage between the positive
バンパー2に何も衝突していない場合、図11に示す端子SAと端子SBとの間の電圧が差動増幅回路1034によって差動増幅される。これに対し、バンパー2に歩行者が衝突すると、衝突の衝撃による荷重が加わり、タッチセンサ102は短絡状態となる。そのため、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧はほぼ0Vとなる。それに伴って、差動増幅回路1034の出力電圧もほぼ0Vとなる。
When nothing collides with the bumper 2, the voltage between the terminal SA and the terminal SB shown in FIG. 11 is differentially amplified by the
状態判定回路1033は、通信線11の電圧の変化に基づいて給電フェーズと通信フェーズとを判定し、給電フェーズのとき、図11に示すように、所定の信号をt1のタイミングで出力する。出力保持回路1035は、状態判定回路1033の出力信号に基づいて、t1のタイミングで差動増幅回路1034の出力電圧を保持する。そのため、差動増幅回路1034の出力電圧の変化、及び、通信フェーズにおける電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサ102の抵抗値の変化を検出することができる。
The
制御回路1036は、通信インタフェース回路1037を介して入力される歩行者保護制御装置12からの指令に基づいて動作し、光ファイバーセンサ101によって伝送された光量の検出結果、及び出力保持回路1035の保持した差動増幅回路1034の出力電圧をデータに変換して通信インタフェース回路1037に出力する。通信インタフェース回路1037は、指令に対応した検出結果を、通信線11を介して歩行者保護制御装置12に送信する。歩行者保護制御装置12は、衝突検出回路103から送信された検出結果に基づいて歩行者の衝突の有無を判定する。そして、歩行者が衝突した判定した場合、点火信号を出力し、ピラーエアバッグ展開装置13、14を介してピラーエアバッグ15を展開させ歩行者を保護する。
The
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、タッチセンサ102へ供給される直流電圧の変動に伴う、タッチセンサ102からのノイズの放射を抑えることができる。抵抗1031、1032を介して通信線11の電圧を印加することで、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hの電圧を、互いに逆位相とすることができる。そのため、タッチセンサ102の正極電源端子102g側から放射されるノイズと、負極電源端子102h側から放射されるノイズの電界も互いに逆位相となる。これにより、ノイズの電界が相殺され、全体としてタッチセンサ102からのノイズの放射が抑えられる。また、抵抗1031、1032を介して電圧を印加することで、タッチセンサ102に流れる電流を制限することができる。そのため、タッチセンサ102の消費電力を抑えることができる。
Finally, the effect will be described. According to the present embodiment, it is possible to suppress the emission of noise from the
また、本実施形態によれば、アンテナ媒体として機能しやすいタッチセンサ102自体からのノイズの放射を抑え、歩行者の衝突を検出することができる。タッチセンサ102は、線状の導体からなる電極102b〜102eによって構成されており、これがアンテナ媒体として機能し、本来ノイズを放射しやすい。しかし、本構成とすることで、タッチセンサ102自体からのノイズの放射を抑え、歩行者の衝突を検出することができる。
Further, according to the present embodiment, noise emission from the
さらに、本実施形態によれば、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧を差動増幅回路1034で差動増幅することで、タッチセンサ102の抵抗値の減少を確実に検出することができる。タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hの電圧は、通信線の電圧に同期して互いに逆位相となるようにパルス状に変化している。衝突の衝撃による荷重が加わると、タッチセンサ102は短絡状態となる。そのため、タッチセンサ102の正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧はほぼ0Vに変化する。それに伴って、差動増幅回路1034の出力電圧もほぼ0Vに変化する。そのため、正極電源端子102gと負極電源端子102hとの間の電圧を差動増幅回路1034によって差動増幅することで、タッチセンサ102の抵抗値の変化を確実に検出することができる。また、差動増幅回路1034の入力抵抗を規定する抵抗1034c、1034fの抵抗値を、タッチセンサ102の抵抗102fに比べ大きくすることで、差動増幅回路1034への電流の流れ込みが抑えられ、タッチセンサ102の出力電圧の低下を抑えることができる。
Furthermore, according to the present embodiment, the voltage between the positive
加えて、本実施形態によれば、出力保持回路1035を設けることで、差動増幅回路1034の出力電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサ102の抵抗値の変化を検出することができる。また、状態判定回路1033が給電フェーズであると判定したときに、出力保持回路1035が差動増幅回路1034の出力電圧を保持することで、通信フェーズにおける電圧の変化の影響を受けることなく、タッチセンサ102の抵抗値の変化を検出することができる。
In addition, according to the present embodiment, by providing the
なお、本実施形態では、衝突検出回路103が、線状の導体からなる電極102b〜102eによって構成されたタッチセンサ102に直流電圧を供給する例を挙げているが、これに限られるものではない。衝突による衝撃を検出できる他のセンサに、線状の配線を介して直流電圧を供給する場合においても適用できる。この場合、配線がアンテナ媒体として機能し、本来ノイズを放射しやすい。しかし、同様の構成とすることで、センサへ供給される直流電圧の変動に伴う、センサと衝突検出回路とを接続する配線からのノイズの放射を抑えることができる。
In the present embodiment, an example is given in which the
また、本実施形態では、本発明に係る通信装置を、歩行者保護装置に適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。同様の構成であれば、当然、歩行者保護装置に限らず他の用途にも適用することができる。 In this embodiment, an example in which the communication device according to the present invention is applied to a pedestrian protection device is given, but the present invention is not limited to this. If it is the same structure, naturally it can apply not only to a pedestrian protection apparatus but to another use.
1・・・歩行者保護装置(通信装置)、10・・・歩行者衝突検出装置、100・・・センサ保持板、101・・・光ファイバーセンサ、102・・・タッチセンサ(ローカル装置)、102a・・・絶縁部材、102b〜102e・・・電極、102f・・・抵抗、102g・・・正極電源端子、102h・・・負極電源端子、103・・・衝突検出回路(スレーブコントローラ)、1030・・・電源回路、1031、1032・・・抵抗、1033・・・状態判定回路、1034・・・差動増幅回、1034a、1034b・・・オペアンプ、1034c〜1034h・・・抵抗、1034i〜1034l・・・コンデンサ、1035・・・出力保持回路、1036・・・制御回路、1037・・・通信インタフェース回路、11・・・通信線、12・・・歩行者保護制御装置(マスタコントローラ)、13、14・・・ピラーエアバッグ展開装置、15・・・ピラーエアバッグ、2・・・バンパー、20・・・バンパーカバー、21・・・バンパーアブソーバー、30、31・・・サイドメンバー、32・・・バンパーリインホースメント、4・・・基部、5・・・物体、6・・・イグニッションスイッチ、7・・・バッテリ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pedestrian protection apparatus (communication apparatus), 10 ... Pedestrian collision detection apparatus, 100 ... Sensor holding plate, 101 ... Optical fiber sensor, 102 ... Touch sensor (local device), 102a ... Insulating members, 102b to 102e ... electrodes, 102f ... resistors, 102g ... positive power terminal, 102h ... negative power terminal, 103 ... collision detection circuit (slave controller), 1030 .. power supply circuit, 1031, 1032... Resistor, 1033... State judgment circuit, 1034... Differential amplification circuit, 1034a, 1034b... Operational amplifier, 1034c to 1034h. .. Capacitor, 1035... Output holding circuit, 1036... Control circuit, 1037. Communication line, 12 ... Pedestrian protection control device (master controller), 13, 14 ... Pillar airbag deployment device, 15 ... Pillar airbag, 2 ... Bumper, 20 ... Bumper cover, 21 ... Bumper absorber, 30, 31 ... Side member, 32 ... Bumper reinforcement, 4 ... Base, 5 ... Object, 6 ... Ignition switch, 7 ... Battery
Claims (8)
前記出力保持回路は、該状態判定回路が給電状態であると判定したとき、前記差動増幅回路の出力を保持することを特徴とする請求項6に記載の通信装置。 The slave controller has a state determination circuit that determines a power supply state in which a DC voltage is supplied and a communication state in which the voltage is changed and communicated based on a change in the voltage of the communication line,
The communication apparatus according to claim 6, wherein the output holding circuit holds an output of the differential amplifier circuit when the state determination circuit determines that the power supply state is present.
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