JP3464449B2 - 車両におけるデータ伝送システム - Google Patents

車両におけるデータ伝送システム

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JP3464449B2 JP2000507133A JP2000507133A JP3464449B2 JP 3464449 B2 JP3464449 B2 JP 3464449B2 JP 2000507133 A JP2000507133 A JP 2000507133A JP 2000507133 A JP2000507133 A JP 2000507133A JP 3464449 B2 JP3464449 B2 JP 3464449B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、セントラルステーションと衛星
ステーションとの間で、データの伝送を行なうための、
車両におけるデータ伝送システムに関する。
【0002】車両における乗員保護システム、例えばエ
アバッグシステム、シートベルトシステム等の場合、幾
つかの場合において、衝突識別を行なわせるセントラル
ステーションのほかに付加的に、1つ又は複数の衛星ス
テーションが設けられており、該衛星ステーションは、
車両の側方領域に配されており、そこで、衝突識別又は
事故の早期識別を行なわせる。そのような衛星ステーシ
ョンは、衝突識別又は事故の早期識別の際セントラルス
テーションへデータを伝送し、その結果そのセントラル
ステーションは適当なトリガ手段を制御し得る。衛星ス
テーションは、亦、次のように設計することができる。
即ち、規則的間隔をおいてメッセージ(生の信号ないし
ライブ信号)をセントラルステーションへ伝送するよう
に設計することができるのである。
【0003】EP0693401A2において開示され
ているデータ伝送方式では、衛星ステーションは、固有
のデータ線路を介してセントラルステーションの制御ユ
ニットと接続されている。衛星ステーションへの所要の
電圧給電は、当該の刊行物中には詳述されていないが、
通常固有の電圧給電線路を介して行なわれる。データは
公知方式では、パルス幅変調された信号の形態で伝送さ
れ、それらのパルス幅変調された信号は、一定の周期を
有し、それのオンオフ比ないしデューティレシオが伝送
すべき情報を表わす。それらのパルスはデータ線路を介
して直接セントラルステーションのセントラルユニット
の入力側へ加えられる。衛星ステーションの電圧給電及
びデータ伝送に要する線路−及び配線コストは、比較的
高い。
【0004】DE4201468A1−これは、請求項
1の上位概念の構成要件を開示する−では、すべてのシ
ステム加入者向けの、統合化電圧給電、殊に車両向けの
電圧給電を有するバスシステムが提案されており、前記
のバスシステムでは、すべてのバスシステム−コンポー
ネントが1つの共通の、明らかに、非可制御の電圧源に
より給電を受ける。各加入者は、投入、遮断可能な電流
源を備え、該電流源の投入、遮断により、電流パルスが
伝送すべきデータに相応して生ぜしめられ、前記電流パ
ルスは、バスシステムへ供給される。
【0005】DE4227577C1には、マスタスレ
ーブ方式による双方向性信号伝送が開示され、ここで、
マスタ及びスレーブを接続する線路が、スレーブモジュ
ールの電流給電のためにも、信号伝送のためにも用いら
れる。マスタ信号は電圧コード化され、これに対して、
スレーブ信号は、電流コード化される。前記のマスタ信
号は、そこにてデータ伝送の行なわれない時間でも、連
続的に途切れずに中断せずに送信される。
【0006】US4621170から公知のデータ伝送
装置では、給電電圧が電池により供給され、データは、
電流パルスの形態で重畳され、これらの電流パルスは、
投入遮断可能な電流源により生成される。
【0007】本発明の基礎を成す課題とするところは、
衛星ステーションに必要な配線コストの低減をしつつ、
信頼性のあるデータ伝送を可能にするセントラルステー
ションと衛星ステーションとの間でのデータ伝送を行な
うための車両におけるデータ伝送システムを提供するこ
とにある。
【0008】前記課題は、請求項1に記載した構成要件
により解決される。
【0009】本発明の有利な実施形態は、サブクレーム
に記載されている。
【0010】本発明のシステムでは、データ伝送線路
は、同時に、衛星ステーションに対する電流給電線路と
しても用いられ、その結果付加的な線路及び電線コスト
を要しないようにする。衛星ステーションへの電流給電
は、セントラルステーション内に配された帰還結合のな
された電流発生器を用いて行なわれ、この電流発生器
は、LPF特性を有する制御器により制御される。これ
により、電流発生器の出力抵抗インピーダンスが伝送す
べき信号の周波数領域にて著しく高くなり、従って電流
発生器が伝送すべき信号の振幅及び/又は位相のひずみ
を何等惹起しないことが達成される。それにより、高い
データ伝送品質が確保される。有利には、電流制御器
は、電圧基準信号の供給される差動アンプとして構成さ
れ、その結果データ伝送線路上の暗、遮断電圧は、衛星
ステーションの電流消費に無関係にほぼ変わらない等し
い状態に保たれる。電流発生器及びこれを制御する電圧
制御器は、衛星ステーションの送信データ生成セクショ
ンに比して、当該の伝送に関連する周波数領域にて高オ
ームであるので、伝送すべきデータ信号を、簡単に、電
流パルスの形態で、データ伝送線路の暗、遮断電圧に重
畳することができる。前記の電流パルスは、小さな大き
さのもとでも、電流発生器の高い(出力−)抵抗、イン
ピーダンスに基づき強い。もって受信器側で容易に検出
可能な電力パルスを生じさせ得る。前記データ信号は、
受信器側(セントラルステーション又は衛星ステーショ
ン)にて、コンパレータ又はウインドコンパレータによ
り簡単且高い信頼性を以て復調し得る。
【0011】高周波領域における換言すればデータ送信
周波数及びそれを越える周波数領域におけるデータ伝送
線路の高オーム性により、データ伝送線路を良好に適合
化整合できるというさらなる利点が得られ、その結果反
射及び共振が回避される。これにより、さらに、データ
伝送線路上でのデータ信号の変化幅が殆ど減衰されず、
従ってノイズの悪影響を受けないことが達成される。
【0012】衛星ステーション−エネルギ給電及びデー
タ伝送のため、セントラルステーションと衛星との間に
純然たる電流インターフェースを設け、データ受信器と
してセントラルステーション内に電流測定回路を設ける
という提案に対しても、本発明では、利点が得られる。
即ち、下記の欠点が回避される。セントラルステーショ
ン側の電流測定回路付きの電流インターフェースを使用
する場合、衛星ステーションにて入力抵抗インピーダン
ス、線路容量及び亦電流消費の大きなばらつきにより、
次のような不都合な事態が招来される即ち、所望の高い
伝送速度のもとで、データ伝送に際しノイズ障害が生
じ、その結果当該のパラメータは緻密に厳重に監視され
調整カッティングされねばならないという不都合な事態
が生じる。亦電流インタフェースの電流消費が伝送され
るデータの信号形態にも依存するという問題が起きる。
本発明では、そのような問題は起きない。
【0013】即ち、本発明の回路は下方の周波数領域に
て電圧インタフェースのように作用し、データ伝送周波
数では高い線路接続抵抗インピーダンスを有する電流イ
ンタフェースのように作用する。
【0014】本発明では、データは、有利に、データ伝
送線路上で電流パルスの形態で、セントラルステーショ
ンから、又はそこへ伝送され、ここでデータ流のAMI
コード化(Alternate-Mark-Inversion−コード化)が可
能である。
【0015】次に図1及び図2を参照して実施例に即し
て本発明を詳述する。図1及び図2に示すように、セン
トラルステーション1は、データ伝送線路6を介して衛
星ステーション7に接続されている。データステーショ
ン1及び衛星ステーション7は、場合によりさらなる衛
星ステーションと共に、車両における1つのデータ処理
システムを形成し、有利には乗員保護システム、例えば
エアバッグシステム又はシートベルトシステムを制御す
る。そのためにセントラルステーションにて必要とされ
るコンポーネント、即ち、マイクロプロセッサ、メモ
リ、出力インターフェース等々のようなものは公知であ
り、図1には示してない。さらに、セントラルステーシ
ョン1は、被制御電流発生器2を有し、該被制御電流発
生器2は、入力側にて、車両搭載電源から電池電圧を給
電され、出力側にて、データ伝送線路6と接続されてい
る。電流発生器(電流源)2の制御ループ中に、差動ア
ンプの形態の制御器3が設けられており、この制御器3
の一方の入力側(“−”入力側)は、伝送線路に接続さ
れ、それの他方の入力側(“+”入力側)には電圧基準
信号URefが加わる。差動アンプ3は、LPF特性を有
し、ここで遮断周波数は、データ伝送線路6上でのデー
タ伝送レートより著しく低い、有利には、ほぼ1オーダ
分低い。それにより電流発生器2の出力側における電
圧、ひいては、データ伝送線路6上の電圧は、平均的
に、電圧基準信号URefの電圧に相応し、そして、電流
発生器2の出力抵抗インピーダンスが制御器と共に、伝
送すべきデータ信号の周波数領域内において著しく高い
ことが達成される。
【0016】さらに、セントラルステーション1は、ウ
インドコンパレータを有し、該ウインドコンパレータ
は、2つの比較器(差動アンプ)4及び5により形成さ
れており、該比較器の夫々の反転、ないし非反転入力端
子がデータ伝送線路6に接続されている。比較器4の反
転入力側に、基準信号Peg+が加わり、この基準信号Peg+
のレベルは、データ伝送線路6の暗、遮断電圧より高い
が、正のデータパルスのレベルより低い。これに対し
て、比較器5の非反転入力側は基準電圧Peg-を供給さ
れ、この基準電圧Peg-のレベルは、データ伝送線路6の
暗、遮断電圧より低いが、データ伝送線路6上に生じる
負のデータパルスのレベルより高い(暗、遮断電圧の水
準レベルに関して)。従って、ウインドコンパレータ
4,5は、データ伝送線路6上にて伝送されるデータの
復調を、該データがAMIコード化されている場合にも
殊に、可能にする。AMIコード化とは、そこにて、唯
零(零レベル)及び1(正のレベル)から成る1つのパ
ルス列の1つおきの正のパルスが反転され、その結果ユ
ニポーラ信号が、消失的にわずかな直流成分を有するバ
イポーラ信号に変換されるようなコード化と解される。
この伝送形態の場合、データ伝送線路6上の平均電圧
が、データ伝送の際にも実質的に変わらない状態に保持
される、それというのは、付加的な直流電圧成分が重畳
されず、差動アンプ3がそれのLPF特性に基づき高い
データ送信周波数に応答し得ないからである。もって、
データ伝送によって、電流発生器2の再制御が生ぜしめ
られことはなく、その結果データ伝送線路6上の平均電
圧(暗、遮断電圧)は変化されない。
【0017】亦、データを、非コード化形態で、即ち、
正のレベル及び零レベルから成る1つのパルス列の形態
で伝送することも可能である。この場合、唯1つのコン
パレータ4又は5で十分である。
【0018】図1に示すウインドコンパレータ4,5を
有する回路の場合、比較器4は、正に向かうパルス発生
の際ごとに1つの相応の正の出力パルスを生成し、そし
て、比較器5は、負に向かうパルス発生の際ごとに1つ
の正の出力パルスを生成する。比較器4,5から送出さ
れる出力パルスは、例えばオア素子を介してまとめら
れ、従って前記オア素子の出力側に、AMIコード化の
前に存在していたもとのパルス列が生ぜしめられる。
【0019】衛星ステーション7では、同様に、それ自
体公知の図示してないコンポーネント、例えばセンサ、
マイクロプロセッサ等々が設けられている。付加的に電
圧制御器9が設けられており、この電圧制御器9は、入
力側でデータ伝送線路6と接続され、出力側にて、衛星
ステーション7のコンポーネントに対する給電電圧(例
えば5V)を生じさせる。従って衛星ステーション7
は、一定の電圧を供給され、ここで、セントラルステー
ション1からの所要出力が線路6を介してカバーされ
る。衛星ステーション7では、HPF特性を有する電流
発生器10の形態の変調器が設けられており、前記変調
器は、セントラルステーション1へ伝送されるべきAM
Iコード化されたデータを生成するものであり、前記変
調器の入力側は、送信すべきデータに相応して、相応の
制御回路により制御される。電流発生器10の出力側は
直接、又は、有利には容量8を介してデータ伝送線路6
と接続されている。容量8は、電流発生器10の出力側
から送出されるバイポーラの電流パルスをデータ伝送線
路6に結合し、その結果電流パルスにより惹起された電
圧パルスが簡単にデータ伝送線路6の暗、遮断電圧に加
算される、換言すれば、正の(電流−)パルスの場合の
電圧は、暗、遮断電圧を介して高められ、そして負のパ
ルスの場合の電圧は、暗、遮断電圧以下に減少される
(但し零以下ではない)。電流発生器2及び電圧制御器
9並びに変調器10の出力側は高オームであるので、伝
送すべきAMIコード化データパルスの当該の重畳がひ
ずみなしで行なわれる。
【0020】伝送すべきデータを、衛星ステーション7
から非コード化の形態で送信しようとする場合、電流発
生器10を、広帯域の電流発生器に置換し得る。
【0021】図1に示すように、データ伝送線路6は、
少なくとも一端にて、有利には、両端にて、それの特性
インピーダンスを以て終端されている。これにより、電
磁ノイズ信号に対する高いノイズ耐量が達成される。当
該の特性インピーダンス終端部は、夫々、セントラルス
テーション1及び衛星ステーション7にて、直列RC素
子11により実現され、この直列RC素子11は、(で
きるだけ)データ伝送線路6の各端部の近くに、当該の
データ伝送線路とアースとの間に配置されており、デー
タ伝送線路6の特性インピーダンスに整合されている。
【0022】図2には、データ伝送システムの実施例が
示してあり、この実施例では衛星ステーション7からセ
ントラルステーション1へのデータ伝送(図1の第1実
施例におけるように)のほかに付加的に、逆方向、即ち
セントラルステーション1から衛星ステーション7への
データ伝送も可能である。従って、インターフェース
は、双方向インターフェースとして構成され、この双方
向インターフェースは、ハーフデュプレクス、半2重伝
送方式でのデータ伝送を可能にするものである。
【0023】図1を用いて既述した、セントラルステー
ション1及び衛星ステーション7のコンポーネントのほ
かに付加的に、セントラルステーション1は、電流発生
器12を有し、この電流発生器12は、直接、又は、有
利には容量13を介して、データ伝送線路6に接続され
ている。電流発生器12は、セントラルステーション1
から衛星ステーション7へ伝送すべきデータを、コード
化された、有利にはAMIコード化された形態で、前述
の電流発生器10と同様の要領で(逆方向での送信作動
モードに対して)生じさせる。電流発生器10に即して
既に説明した構成及び動作法は、同じように電流発生器
12に対しても成り立つ。
【0024】電流パルスの形態で電流発生器12により
生ぜしめられたデータは、電流発生器2の高い内部抵抗
インピーダンスに基づき、データ伝送線路6上での相応
に強い電圧パルスを生じさせ、該電圧パルスは、衛星ス
テーション7にて、ウインドコンパレータ14,15に
より検出され、変換される。ウインドコンパレータ1
4,15の構成及び動作法並びに構成バリエーション
は、前述のウインドコンパレータ4,5のそれに相応す
る。
【0025】このことが図示されていないとしても、図
2におけるデータ伝送線路6は、図1におけるように、
特性インピーダンス終端部11で終端され得る。ここ
で、特に有利には、データ生成のため、同様に使用可能
な電圧増幅器の代わりに、高オームの出力側を有する電
流発生器10及び/又は12が使用されることである。
データ伝送線路6に接続されたすべてのコンポーネント
は、従って、データ伝送線路6から見て、高オームであ
り、その結果特性インピーダンスを以ての精確な終端を
実現できる。
【0026】本発明の回路は、ベースバンド伝送及びA
MI伝送に適している。更に、伝送区間リンクは、広帯
域に適合化、整合されている。従って、本発明は、衛星
ステーション7とセントラルステーション1との間のデ
ータ伝送のための、そして、同じ線路を介して行なわれ
る衛星ステーション7への電力給電のための新規構成の
インターフェース回路を創出するものである。 [図面の簡単な説明]
【図1】本発明の車両におけるデータ伝送システムの第
1実施例の概略的構成図。
【図2】本発明の車両におけるデータ伝送システムの別
の実施例の概略的構成図。
【符号の説明】
1 セントラルステーション 2 電流発生器 3 差動アンプ 4 コンパレータ 5 コンパレータ 6 データ伝送線路 7 衛星ステーション 8 容量 9 電圧制御器 10 電流発生器、変調器 11 特性インピーダンス終端部 12 電流発生器 13 容量 14 コンパレータ 15 コンパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−156435(JP,A) 特開 平1−208940(JP,A) 特開 平9−246976(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/54 H04L 25/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両におけるデータ伝送システム、例え
    ば、車両における乗員保護装置用のデータ伝送システム
    であって、セントラルステーション(1)及び衛星ステ
    ーション(7)を有し、該セントラルステーション
    (1)及び衛星ステーション(7)は、データ伝送のた
    め用いられるデータ伝送線路(6)を介して相互に接続
    されており、該データ伝送線路(6)を介して、データ
    は、電流パルスの形態で伝送されるように構成されてい
    る当該のデータ伝送システムにおいて、 LPFフィルタ特性を以て帰還結合を施された電流発生
    器(2)を有し、該電流発生器(2)は、出力側にて、
    データ伝送線路(6)に接続されており、該データ伝送
    線路(6)を介して、衛星ステーション(7)に対する
    給電出力ないし供給電力を生成するものであり、 電流発生器(2)を制御する電圧増幅器(3)を有し、
    該電圧増幅器(3)は、入力側にて、データ伝送線路
    (6)に接続されており、電圧基準信号(Uref)を供給
    され、そして、その出力側が、電流発生器(2)の制御
    入力側に接続されていることを特徴とする車両における
    データ伝送システム。
  2. 【請求項2】 衛星ステーション(7)及び/又はセン
    トラルステーション(1)において、伝送すべきデータ
    を表す電流パルスを発生するための電流発生器(10、
    12)が設けられており、前記電流パルスは、データ伝
    送線路(6)上に印加存在している暗電圧、遮断電圧
    に、例えば、異なる極性を以て重畳されていることを特
    徴とする請求項1記載の車両におけるデータ伝送システ
    ム。
  3. 【請求項3】 セントラルステーション(1)及び/又
    は衛星ステーション(7)にて、データ伝送線路(6)
    に接続されているウインドコンパレータ(4、5、1
    4、15)がデータの復調のため設けられていることを
    特徴とする請求項1又は2記載の車両におけるデータ伝
    送システム。
  4. 【請求項4】 衛星ステーション(7)にて、入力側に
    てデータ伝送線路(6)に接続されている電圧制御器
    (9)が設けられており、前記電圧制御器(9)は、出
    力側にて衛星ステーション(7)に対する給電電圧を生
    成するものであることを特徴とする請求項1から3まで
    のいずれか1項記載の車両におけるデータ伝送システ
    ム。
  5. 【請求項5】 データ伝送線路は、両側で特性インピー
    ダンス終端部(11)を以て、例えば直列RC素子の形
    態の特性インピーダンス終端部を以て終端されている請
    求項1から4までのいずれか1項記載のデータ伝送シス
    テム。
  6. 【請求項6】 電流発生器(2)のLPF制御の遮断周
    波数は、データ伝送周波数より実質的に1オーダ低い請
    求項1から5までのいずれか1項記載のデータ伝送シス
    テム。
  7. 【請求項7】 伝送すべきデータは、衛星ステーション
    (7)にてコード化された、例えばAMIコード化され
    たパルスが、正及び負の極性を以てデータ伝送線路
    (6)に結合され、そして、セントラルステーション
    (1)にて復調されるようにした請求項1から6までの
    いずれか1項記載のデータ伝送システム。
JP2000507133A 1997-08-05 1998-07-27 車両におけるデータ伝送システム Expired - Fee Related JP3464449B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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