JP4650696B2 - 通信装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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）。

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。

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。
特開２００５−２７７５４６号公報

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。

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。

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。

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、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り、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と、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と、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出力保持回路とを有し、通信線の電圧をタッチセンサ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。また、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。また、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。また、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。また、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。

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、抵抗を介してタッチセンサ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。

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、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。

請求項４に記載の保護装置は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置において、さらに、タッチセンサは、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１におけるバンパー周辺の構成に関する斜視図である。 タッチセンサの模式的断面図である。 図３におけるＡ−Ａ矢視断面図である。 タッチセンサの等価回路図である。 物体が衝突したときのタッチセンサの模式的断面図である。 図６におけるＢ−Ｂ矢視断面図である。 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。 歩行者保護装置の回路ブロック図である。 差動増幅回路の回路図である。 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。 従来の車両制御装置及びセンサ装置からなるシステムのブロック図である。 センサ装置の端子ＢＡ、ＢＢにおける電圧波形を示すグラフである。 センサ装置の端子ＳＡ、ＳＢにおける電圧波形を示すグラフである。

符号の説明

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

Claims (4)

1. 一対の通信線と、該通信線に接続され、該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、該通信線に接続され、該通信線に直流電圧を供給するとともに、該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該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、
   該ローカル装置は、抵抗と、該抵抗の両端にそれぞれ接続され、反抵抗側の端部に該正極電源端子及び該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、一対の該導体が短絡し、該正極電源端子と該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り、
   該スレーブコントローラは、該タッチセンサの該正極電源端子と該負極電源端子との間の電圧を増幅する差動増幅回路と、該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と、該状態判定回路が給電状態であると判定したとき、該差動増幅回路の出力を保持する出力保持回路とを有し、該通信線の電圧を該タッチセンサの該正極電源端子及び該負極電源端子にそれぞれ供給することを特徴とする通信装置。
2. 前記スレーブコントローラは、前記通信線の電圧を、抵抗を介して前記タッチセンサの前記正極電源端子及び前記負極電源端子にそれぞれ供給することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記差動増幅回路は、入力端子の入力抵抗が前記タッチセンサの前記抵抗より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記タッチセンサは、前記正極電源端子及び前記負極電源端子が線状の配線を介して前記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請求項１〜３のいずれか１項に記載の通信装置。

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