JP3438217B2 - 自動車内に設けられた２つのモジュール間のデータ伝送を制御する方法および装置 - Google Patents

自動車内に設けられた２つのモジュール間のデータ伝送を制御する方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、自動車内に設けられた２つのモ
ジュール間たとえば制御装置と乗員保護システムの起動
回路との間のデータ伝送を制御する方法および装置に関
する。
【０００２】本発明は、たとえば主としてヨーロッパ特
許出願 EP 0471 871 A1 により知られているような、請
求項１の上位概念に記載の方法および請求項７の上位概
念に記載の装置から出発している。公知の装置は乗員保
護システムとして、中央制御装置およびこれと別個に配
置された点火回路によって構成されており、この場合、
制御装置と点火回路は通信バスを介して互いに接続され
ている。センサにより衝突（クラッシュ）が検出される
と、中央制御装置はたとえば符号語のかたちで１つまた
は複数の点火回路へ点火命令を送出する。（制御装置か
ら該当する点火回路へ導かれるデータライン上に正の電
位を単に印加するのに対し）符号語を用いることで、以
下のようの利点が得られる。すなわち、データラインが
場合によってはバッテリ電圧と意図することなく短絡し
て、たとえばエアバッグやベルトテンショナなどの乗員
保護装置が不都合にトリガされてしまうことが回避され
る。
【０００３】この場合、一般的にいえるのは、自動車内
の個々のモジュール間でのデータ交換と通信のために、
パラレルな結線の代わりにシリアルのマルチプレクス通
信バス（たとえば一般に自動車内のＣＡＮ、点火装薬制
御用の Squibbus、Instabus等）がしだいに使われるよ
うになってきていることである。また、データ伝送のた
めにマイクロコントローラが設けられていることも多
く、その際、マイクロコントローラはたとえばプロセス
パラメータやセンサ信号など供給された入力量に基づき
データをまとめ、マルチプレクス通信バスを介して他の
モジュールないしは装置へ送出する。
【０００４】通信バスの使用にあたり、これは一般にハ
ードウェア通信インタフェースを介して制御され、その
ようなインタフェースはたとえばシフトレジスタとして
構成することができ、制御装置殊にマイクロコントロー
ラの形態の制御装置によって制御される。
【０００５】その際、きわめて重要であり安全性の面で
クリティカルな入力データは通常、冗長構成のセンサに
よって保護され、したがって本来のセンサとそれに対応
して設けられたセーフィングセンサから成るセンサペア
が形成される。乗員保護システムの場合には殊に、誤っ
たトリガを避けるため本来のセンサたとえば加速度セン
サに加えて、別の冗長センサ（セーフィングセンサ）が
たとえば機械的な加速度スイッチあるいは他の加速度セ
ンサの形態で設けられ、これは捕捉すべき値の最小値す
なわち最小加速度が発生したときにのみ応答する。たと
えばエアバッグ点火信号のための起動信号の発生をコン
トロールする制御装置は、両方のセンサがともに衝突を
指示したときにのみ、その起動信号を発生する。このた
め制御装置は、両方のセンサ信号のＡＮＤ結合を実行す
る。
【０００６】ここで一般的に問題となるのは、通信をエ
ラーから保護することである。データ伝送自体は、それ
相応のプロトコル作成や冗長ビット等によって保護する
ことができるので、データ伝送にあたり場合によっては
エラーが発生しても受信側でそれを識別することがで
き、したがって伝送された符号語が拒否されるようにな
る。
【０００７】しかしマイクロコントローラ自体が、ハー
ドウェア障害やソフトウェアエラーに起因する可能性の
ある内部的誤動作によって、誤り検出符号により保護さ
れている伝送すべき情報パケットを誤ったかたちで発生
させてしまうと、そのようなエラーはどのようにしても
検出不可能である。このため、たとえマイクロコントロ
ーラに対し本来のセンサ信号だけでなく、付加的な冗長
のセンサの信号を供給したとしても、マイクロコントロ
ーラが内部的な誤動作によって誤った起動信号を発生さ
せてしまうおそれがあり、つまり危険な状況になくても
不必要な点火信号がバスに加わってしまう。
【０００８】このような誤動作に対する保護を改善する
ためには、少なくとも１つのさらに別の冗長的なマイク
ロコントローラを設け、すべてのマイクロコントローラ
が点火信号を一致して発したときにのみ、その点火信号
を転送することが考えられる。しかしこのような解決手
法は非常にコストがかかるし、技術的にもその実現は難
しくなるだけである。
【０００９】本発明の課題は、自動車内に設けられた２
つのモジュール間におけるデータ伝送の制御方法および
制御装置において、誤った起動信号の伝送に対する保護
能力を高めることである。
【００１０】この課題は、請求項１に記載の構成により
解決される。
【００１１】さらに本発明によれば、請求項７記載の特
徴を備えたデータ伝送の制御装置が実現される。
【００１２】従属請求項には本発明の有利な実施形態が
示されている。
【００１３】このように本発明によれば、モジュールた
とえば中央制御装置により形成された符号語だけでな
く、両方のセンサ信号のうちの一方も通信インタフェー
スへ加えられる。したがって通信インタフェースにおい
て、符号語の少なくとも一部分のチェックおよび／また
は変更をその伝送前に行うことができる。たとえば通信
インタフェースに加えられるセンサ信号が起動不要を表
しているが、伝送すべき符号語において起動がシグナリ
ングされるならば、１つまたは複数のビットによって構
成できる対応する情報区間を適切に変更することができ
る。通信インタフェースがたとえばシフトレジスタを有
し、伝送前にそこに符号語が書き込まれるようにすれ
ば、起動または誤った起動を命令する符号語の情報区間
が存在するシフトレジスタ位置を考察するだけでよい。
通信インタフェースに加えられるセンサ信号が起動の必
要性をシグナリングし、符号語においても的確にそのよ
うな起動が命令されるならば、符号語の変更は不要であ
る。これと同じことは、符号語によって起動がシグナリ
ングされないときにもあてはまる。そしてこの場合も符
号語をそのまま変えないでおくことができる。なぜなら
ば、符号語形成時に評価された他のセンサ信号が危険な
状態を明らかに示していなかったからである。
【００１４】これに対し、通信インタフェースに加えら
れるセンサ信号が起動の必要性を誤ってシグナリングし
たならばその情報を、符号語内に場合によっては存在す
る起動を命令する情報の符号化のしなおしないしは符号
変換に利用することができ、このようにして伝送される
符号語によってももはや起動が命令されないようにす
る。
【００１５】もっとも簡単な事例の実例として、符号語
内で１つのビットが起動信号たとえば点火信号を表し、
それがシフトレジスタ内の所定の位置におかれるように
すれば、通信インタフェースに供給されるセンサ信号が
「１」（起動）をシグナリングしているとき、シフトレ
ジスタ内の対応するビットはそのまま変えられず、他
方、通信インタフェースに加えられるセンサ信号が
「０」（起動なし）をシグナリングしているならば、対
応するシフトレジスタ位置が、これまでその位置が
「１」であったか「０」であったかとは無関係に、その
値に合わせて設定される。
【００１６】符号語に付加的な誤り検出符号が設けられ
ているならば、符号語の起動信号ビットが常に通信イン
タフェースに供給されるセンサ信号のビット値によって
書き換えられるようにして、先に説明したやり方をなお
いっそう簡略化することができる。これまで符号語内に
存在していたビットのレベルが通信インタフェースに加
えられるセンサ信号の値と一致しているならば、対応す
るビット位置はそのまま変えられず、したがって誤り検
出符号もやはり正しく、アドレッシングされたモジュー
ルは情報を評価することができる。しかし符号語内の起
動ビットのこれまでのビット値が、通信インタフェース
に加えられるセンサ信号とは異なるビット値を有してい
るならば、対応するビット位置が書き換えられ、その結
果、誤り検出符号は変更されたそのビット区間について
はもはや的確なものではなくなる。アドレッシングされ
た装置は、データ語とそれに対応づけられた誤り検出符
号との間のこの矛盾を検出し、このようにしてそのデー
タ語を誤ったものとして拒否することができる。
【００１７】伝送すべき符号語が起動をシグナリングし
ているが、通信インタフェースに加えられているセンサ
信号は起動の必要性を指示していないとき、本発明によ
れば、起動区間におけるビット位置とは異なるビット位
置における符号語を所期のように妨げることもでき、す
なわち１つまたは複数のビット値を変更することができ
る。この場合、受信側でも同様に情報区間と誤り検出符
号との間の矛盾が検出され、点火過程は実行しない。
【００１８】したがって本発明によれば、これまで符号
語の生成にあたり実行されてきた両方のセンサ信号のＡ
ＮＤ結合が、符号語発生器（通常はマイクロコントロー
ラ）の後方の位置においてできるかぎり通信バスの近く
で行われ、つまり通信インタフェースにおいて実現され
る。
【００１９】このように本発明によれば、煩雑な符号化
や復号の手間を必要とせずに、不都合な起動信号に対す
る安全性を簡単に高めることができる。つまり、符号語
を発生するマイクロコントローラの完全な誤り検出符号
アルゴリズム（ＣＲＣアルゴリズム）を、通信インタフ
ェースにおいてシミュレートしなくてもよい。それとい
うのも、誤り検出符号を通信インタフェースにおいてそ
のまま保持することができるからである。さらに本発明
によれば通信セーフィング機能が実現され、その際、単
に符号語（プロトコルフレーム）の一部分しかアクセス
されず、その結果、１つまたは複数の起動信号ビットが
任意の値をとる可能性のある他のすべての命令や信号に
対し、通信インタフェースは透過性を保ったままであ
る。したがって通信が損なわれることはない。
【００２０】モジュールを、エアバッグシステム、ベル
トテンショナシステム、ロールオーバ保護バーシステム
等として構成される乗員保護システムの構成部分とする
ことができ、その際に点火装薬またはその他の制御機構
の起動が制御される。しかしながら本発明を、同じパラ
メータを測定するために２つまたはそれ以上のセンサが
設けられ起動信号の確定のためにセンサ信号が互いに結
合される形式の、他の任意のシステムにも適用すること
ができる。
【００２１】次に、実施例に基づき本発明について詳し
く説明する。
【００２２】図１は、通信バスを介して相互に接続され
た複数のモジュールを備えた本発明による装置の実施例
を示す図である。
【００２３】図２は、符号語の構造ならびに作成の様子
（プロトコルフレーム）を示す図である。
【００２４】図１に示されている実施例によればモジュ
ール１が設けられており、これはたとえばエアバッグシ
ステムおよび／またはベルトテンショナシステムなど乗
員保護システムの中央制御装置であって、通信バス５を
介して別のモジュール（点火装置）９，１０，１１，１
２と通信できるよう接続された状態にある。モジュール
１はマイクロコントローラ２を有しており、これには加
速度センサなどのセンサから発せられた少なくとも１つ
のセンサ信号６が供給される。マイクロコントローラ２
へはさらに、同じパラメータを表す別のセンサ（セーフ
ィングセンサ）たとえば加速度センサまたは加速度スイ
ッチからの別のセンサ信号７も供給され、ここでマイク
ロコントローラ２はこの事例では、たとえば点火信号な
ど起動信号を形成するために両方のセンサ信号のＡＮＤ
結合を実行する。しかし、２つめのセンサ信号すなわち
セーフィングセンサデータまたはメインセンサデータの
供給を行わずに済ますこともできる。いずれにせよマイ
クロコントローラ２は、１つまたは複数のセンサ信号
６，７が衝突発生を指示すると、乗員保護システムの点
火装薬の起動を行わせる符号語を形成する。この符号語
は誤り検出符号も含め、マイクロコントローラ２のプロ
トコルドライバ３を介してモジュール１の通信インタフ
ェース４へ供給され、この通信インタフェースは出力側
でシリアルマルチプレクス通信バス５と接続されてい
る。通信インタフェース４は付加的な入力側（セーフィ
ング入力側）８を有しており、この入力側には冗長的な
センサのセンサ信号７または択一的にセンサ信号６が供
給される。
【００２５】すでに説明したように、マイクロコントロ
ーラ２はセンサ信号６から、場合によっては付加的に冗
長的（セーフィング）センサのデータから、情報パケッ
ト１４（図２）を発生させる。通信を保護するため既述
のように、マイクロコントローラ２においてＣＲＣチェ
ックサム１５（図２参照）が計算され、情報パケット１
４に付け加えられる。完全なプロトコルフレームを完成
させるため、マイクロコントローラ２はさらにスタート
データ１３とストップデータ１６を加え、その後、通信
インタフェース４へ向けて完全な符号語（プロトコルフ
レーム）を伝送する。通信インタフェース４のもつ役割
は、このような論理的な信号をバスの物理的な信号へ変
換することである。通信インタフェース４の付加的な入
力側８はプロトコル保護のために用いられ、プロトコル
フレーム１３〜１６の個々の情報単位に対し、有利には
情報パケット１４の１つまたは複数のビット（情報単
位）に対し作用が及ぼされる。つまりこの情報パケット
１４の構造は一般に、たいてい複雑であるＣＲＣチェッ
クサム１５よりも簡単にデコーディングすることができ
るので、通信インタフェース４における論理的な処理が
簡単になる。
【００２６】マクロコントローラ２が適正に動作してい
る場合、情報パケット１４は伝送すべき有効情報すなわ
ちセンサ信号６（および／または７）に依存して、所定
のパターンをもっている。通信インタフェース４の入力
側８に加わるセンサ信号７（または６）は等しいパラメ
ータ量を表しており、同じ物理的な入力量について同じ
等価の出力量が生じるので、適正に動作していれば同じ
情報内容が生じるようになり、つまり情報パケットがセ
ンサ信号に基づいているかぎり、通信インタフェース４
へ供給されるセンサ信号によってもじかに情報パケット
のパターンを形成することができる。したがってこの場
合、プロトコルフレーム１３〜１６全体の内部的な正確
さが失われることなく、情報パケット１４の対応する部
分（１つまたは複数のビット）が全体的にまたは部分的
に、入力側８を介してダイレクトに供給されるセンサ信
号と置き換えられる。
【００２７】図２には、その様子が描かれている。符号
語（プロトコルフレーム）１３〜１６から、通信バス５
へ送出するために構成された符号語１７が形成される。
この符号語のビット位置は、セーフィング情報１８によ
り形成される代替情報単位を除いて、符号語１３〜１６
のビット位置と同一である。この情報１８は点火命令に
対応させることができ、入力側８に供給されるセンサ信
号により、場合によっては内部的に置き換えられて表さ
れる。
【００２８】しかしマイクロコントローラ２が誤って動
作してしまい、そのため不正確な情報パケット１４が発
せられることになると、それについて対応するＣＲＣチ
ェックサム１５が形成され、情報パケット１４内の起動
信号を表す情報とセーフィング情報１８とが異なるよう
になり、その結果、符号語１３〜１６の一貫性が失われ
る。なぜならば、送信された情報パケットと対応するＣ
ＲＣチェックサム１５とがもはや整合しないからであ
る。符号語を受信する各々受信側の装置は、情報パケッ
ト１４とＣＲＣチェックサム１５との間の一致が誤って
いることを検出し、これにより符号語全体を誤りである
として拒否することができ、つまりもともとまえもって
与えられていた命令を実行しない。場合によっては、符
号語のこのような誤りを検出する受信側装置（モジュー
ル９，１０，１１または１２）がエラー信号を発生する
ように構成してもよく、これは中央制御装置１に戻され
て通知されるかまたは他のやり方で処理され、たとえば
エラーテーブル内に格納される。
【００２９】代替情報単位の大きさは１つのビットをも
つようにしてもよいし、あるいは複数のビットを有する
ようにしてもよい。これに加えてさらに、情報パケット
１４の適切な構造ならびに代替情報単位の適切な選定に
より、個々の情報パケットの相関をとるだけでなく、一
群のセーフィング情報に対する一群の情報パケットが一
貫した符号語（プロトコルフレーム）を表すようにして
もよい。
【００３０】このように本発明によれば、冗長性により
行われる安全機能（セーフィング動作）が、多大なハー
ドウェアコストをかけることなく通信インタフェースに
実装される。 ［図面の簡単な説明］
【図１】図１は、通信バスを介して相互に接続された複
数のモジュールを備えた本発明による装置の実施例を示
す図である。
【図２】符号語の構造ならびに作成の様子（プロトコル
フレーム）を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントン アントホーファー ドイツ連邦共和国 フライウング ベッ クルミューレ 26 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60R 21/32 B60R 21/01

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車内に設けられている第１のモジュ
    ール（１）と少なくとも１つの第２のモジュール（９，
    １０，１１，１２）との間のデータ伝送を制御する方法
    において、 前記の第１および第２の モジュール（１，９，１０，１
    １，１２）は、それぞれ通信インタフェース（４）を有
    し各モジュールの通信インタフェース（４）により通信
    バス（５）を介して互いに接続されており、前記第１のモジュール（１）内で、第１のセンサと冗長
    的なセンサとして設けられた第２のセンサとから発せら
    れたセンサ信号（６，７）に依存して、第１のモジュー
    ルから第２のモジュールへ符号語（１３〜１６）のかた
    ちで伝送すべきデータが定められ、該第１のモジュール
    の通信インタフェース（４）へ供給され、 前記の２つのセンサのうち一方のセンサのセンサ信号
    （６，７）が、前記第１のモジュール（１）の通信イン
    タフェース（４）へ供給され、伝送のため該通信インタ
    フェース（４）へ供給される符号語（１３〜１６）の一
    部分が該通信インタフェースにおいて評価されチェック
    および／または変更されることを特徴とする、デ ータ伝送を制御する方法。
  2. 【請求項２】 前記の第１および第２のモジュール
    （１，９，１０，１１，１２）を、自動車乗員保護シス
    テムの制御装置と点火装置とする、請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記通信インタフェース（４）へ供給さ
    れるセンサ信号はバイナリの信号であり、該信号の値
    を、前記第２のモジュール（９，１０，１１，１２）の
    起動を制御する符号語（１３〜１６）の情報区間（１
    ４）と比較し、前記符号語の情報区間または他の部分
    を、それらの値が異なっているときに前記通信インタフ
    ェース（４）において符号化しなおす、請求項１記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 前記通信インタフェース（４）へ供給さ
    れるセンサ信号はバイナリの信号であり、前記第２のモ
    ジュール（９，１０，１１，１２）の起動を制御する符
    号語（１３〜１６）の情報区間（１４）を、そのつど前
    記センサ信号と置き換える、請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記通信インタフェースに供給されるセ
    ンサ信号は単一のビットをもつ、請求項３または４記載
    の方法。
  6. 【請求項６】 前記符号語（１３〜１６）は誤り検出符
    号（１５）を有しており、該誤り検出符号は符号語（１
    ３〜１６）の情報区間（１４）が変化しても変わらず、
    前記第２のモジュールは誤り検出機能を備えている、請
    求項１から５のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 乗員保護システムは、中央制御装置
    （１）およびこれと別個に配置された点火回路を備えた
    システムたとえばエアバッグシステムであり、前記符号
    語は、前記点火回路のうち少なくとも１つの回路の起動
    を制御する起動ビットを含む、請求項１から６のいずれ
    か１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 自動車内に設けられている第１のモジュ
    ール（１）と第２のモジュール（１，９，１０，１１，
    １２）との間のデータ伝送を制御する装置において、前記の第１および第２のモジュール（１，９，１０，１
    １，１２）はそれぞれ通信インタフェース（４）を有
    し、各モジュールの通信インタフェース（４）により通
    信バス（５）を介して互いに接続されており、 前記の第１のモジュールから第２のモジュールへ符号語
    のかたちで伝送すべきデータが、第１のセンサおよび／
    または冗長的センサとして設けられた第２のセンサのセ
    ンサ信号（６，７）に依存して定められ、通信インタフ
    ェース（４）へ供給され、 前記 通信インタフェース（４）は、第１のセンサまたは
    第２のセンサにより発せられたセンサ信号（６，７）が
    供給される入力側（８）を備え、該通信インタフェース（４）はさらに、 符号語の一部分
    を前記通信インタフェース（４）に供給されるセンサ信
    号に依存して変更する制御機構を有することを特徴とす
    る、デ ータ伝送を制御する装置。
  9. 【請求項９】 前記の第１および第２のモジュールは自
    動車乗員保護システムの制御装置と点火装置である、請
    求項８記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記符号語は情報区間（１４）と誤り
    検出符号（１５）を有しており、前記制御機構は符号語
    変更のため前記情報区間のみをアクセスする、請求項８
    記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記第１のモジュール（１）は符号語
    を形成するためのマイクロコントローラ（２）を有して
    おり、該マイクロコントローラは一方または両方のセン
    サと接続されている、請求項８または９記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記乗員保護システムは、中央制御装
    置（１）およびこれと別個に配置された点火装置（９，
    １０，１１，１２）を備えたシステムたとえばエアバッ
    グシステムであって、前記符号語は点火装置の少なくと
    も１つの起動を制御する起動ビットを含む、請求項８か
    ら１１のいずれか１項記載の装置。
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