JP5218018B2 - センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載可能なセンサ装置であって、特に、ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信の構築及びセンサ装置への電力供給を可能とする従通信器を備え、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置に関する。

近年、車両制御の高技術化や高機能化等に伴い、車両内外情報を取得するための様々なセンサ装置が車両に搭載されており、その設置部位は制御目的に合せて複数箇所に配設されている。このようなセンサ装置としては、例えば、加速度検知センサや圧力検出センサ、超音波センサ、音響センサ、光ファイバセンサ等を備えるセンサ装置が該当し、該センサ装置で検出された検知情報は、同装置内に備えられた変換器によってアナログ信号からデジタル信号に変換された後、電子制御装置（ＥＣＵ装置）へ伝達され、所定の制御目的を達成するための制御情報量に資されることとなる。一例として、車両との衝突衝撃を検知可能とするよう車両内に配設される加速度検知センサと、伝達された該検知センサの出力信号に基づき、衝突衝撃等を算出（ＥＣＵ装置に組込まれた演算処理機能による）して作動する乗員保護装置（エアバックシステム等）が挙げられる。そして、制御目的に基づき所定のセンサ装置とで構成される車両制御手段において、ＥＣＵ装置／センサ装置間の配線接続は、一対の通信線を用いた差動通信路を形成し、ＥＣＵ装置を主機能、センサ装置を従機能とする主従通信（マスタ／スレーブ通信）を構成することが公知であり、例えば、特開２００３−４６６５５号広報（引用文献１）には、ＥＣＵ装置をマスタノード、センサ装置をスレーブノードとする相互通信及びＥＣＵ装置からセンサ装置へ電力を供給可能とする２線式の差動通信装置が示されている。

ここで、上述したように一対の通信線を介して主従通信関係を構成可能とする、ＥＣＵ装置／センサ装置間で送受信される信号形式は、アナログ検出量をデジタル信号に変換したものであり、車両内での配線引き回しや運用時の耐環境性（耐ノイズ性、電磁環境性等）への配慮が為されたものである。しかし、所定のセンサによって検出されたアナログ信号を所定量のデジタル信号に変換する際には、Ａ／Ｄ変換後のデジタル出力値が異常値を示すことに起因する問題（例えば乗員保護装置の誤動作等）が生じる可能性がある。具体的には、Ａ／Ｄ変換後の出力レジスタの特定ビットが、入力値の如何に因らず「０」若しくは「１」に固定される、所謂ビット固着が生ずる可能性がある為である。このような、Ａ／Ｄ変換に関する故障検出方法について、特開２００３−３７５０１号公報（引用文献２）が公知であり、Ａ／Ｄ入力回路に対して電源電圧Ｖｃｃ及びグランド電圧Ｅに相当する電圧源を印加可能なマルチプレクサを複数有し、Ａ／Ｄ変換後のレジスタビットの固着を検出する方法が開示されている。
特開２００３−４６６５５号広報 特開２００３−３７５０１号公報

引用文献２に開示されたビット固着の検出方法では、Ａ／Ｄ変換器の電源電圧Ｖｃｃとグランド電圧Ｅとに正確に一致する電圧を複数のマルチプレクサから印加させることにより、変換後のデジタルデータを“全ビットが「１」”若しくは“全ビットが「０」”の状態とすることで出力されるデジタルデータに関し、ビット固着を検出できるという利点がある。

しかしながら、引用文献２に開示された技術では、変換後のデジタル出力値が、“全ビットが「１」”若しくは“全ビットが「０」”の２値で判定しているため、例えばＡ／Ｄ変換器側のノイズ等の混入によって印加電圧値が変動した場合には、ビット固着を誤って検出してしまう可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信の構築及びセンサ装置への電力供給を可能とする従通信器を備え、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であっても、検出精度を向上させたビット固着検出を可能とするセンサ装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信及び電力供給を可能とされた従通信器と、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であって、
前記センサが出力したのと同様の信号を疑似信号として生成する疑似信号生成手段と、
前記Ａ／Ｄ変換器への入力を前記センサの出力信号と前記疑似信号生成手段の前記疑似信号とで切替える切替え手段と、
前記切替え手段による切替えを介して前記疑似信号生成手段の前記疑似信号を前記Ａ／Ｄ変換器へ入力すると共に、前記Ａ／ＤレジスタよりＡ／Ｄ変換後のデジタル値を読み出し、前記疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定することで前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常を検出するビット異常検出手段と、を備える、ことを特徴とする。

このような構成を備えることにより、ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信及び電力供給を可能とされた従通信器と、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、該センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、Ａ／Ｄレジスタに格納されたデジタル値を従通信器から一対の通信線を介してＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であっても、検出精度を向上させたビット異常（ビット固着）検出を可能とするセンサ装置の提供が実現できる。

すなわち、センサ装置を構成するセンサ（アナログ）出力と同様の信号を疑似信号として生成し、センサ出力信号との入力経路切替え手段を介して、この疑似信号出力をＡ／Ｄ変換器へ入力する。そして、Ａ／Ｄ変換後のデジタル出力値を読み出し、疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定することにより、センサ装置に備えられたＡ／Ｄ変換器のビット異常（ビット固着）が検出できる。加えて、センサで検知された物理量に相当する電圧出力と疑似信号とを入力経路を切替えてＡ／Ｄ変換器に入力するため、Ａ／Ｄ変換器の処理構成を意識せず、アナログ信号入力からデジタル信号出力に至るＡ／Ｄ変換機能としてのビット異常（ビット固着）検出が可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサ装置において、前記疑似信号生成手段は、電圧レベルを所定の範囲内で順次変化させながら前記疑似信号を生成し、前記異常検出手段は、前記疑似信号生成手段より入力された前記疑似信号に基づくＡ／Ｄ変換後のデジタル値を前記Ａ／Ｄレジスタより順次読み出し、前記各疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定する、ことを特徴とする。

このような構成を備えることにより、Ａ／Ｄレジスタの各ビット毎のビット異常を検出することが可能となり、例えば、車両衝突を検知するように構成されたセンサ装置にあっては、衝突衝撃を受けたであろうと確定できるセンサ出力領域であっても該当するＡ／Ｄレジスタの出力ビット領域に関するビット異常（ビット固着）検出が可能となる。さらに、センサ装置を車両に取付けた後に生じるビット異常をも検出することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信及び電力供給を可能とされた従通信器と、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であって、
前記Ａ／Ｄレジスタの出力ビット長に対応する所定のデジタル値を検査値として生成する検査値生成手段と、前記Ａ／Ｄ変換器への入力を前記センサの出力信号と前記検査値生成手段の前記検査値とで切替える切替え手段と、前記切替え手段による切替えを介して前記検査値生成手段の前記検査値を前記Ａ／Ｄレジスタへ書込むと共に、前記Ａ／Ｄレジスタよりデジタル値を読み出して前記検査値との一致を判定することで前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常を検出するビット異常検出手段と、を備えることを特徴とする。

このような構成を備えることにより、Ａ／Ｄ変換器のビット異常（ビット固着）検出をデジタルデータで構成される検査値で実施することが可能となり、より一層の検査精度の向上、小型化、低コスト化に適したセンサ装置の提供が実現できる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のセンサ装置において、前記検査値は、前記Ａ／Ｄレジスタの出力ビット長に対応する第１の固定値と、前記第１の固定値の補数関係にある第２の固定値とを含む、ように構成されても良い。このような構成を備えることにより、Ａ／Ｄレジスタの全ビットに対するビット異常（ビット固着）を第１及び第２の固定値で実行することができるため、ビット異常検出手段を簡便化できる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のセンサ装置において、前記センサの駆動電源は、前記従通信器を介して供給された電力に基づいて生成される、ことを特徴とする。このような構成を備えることにより、センサ装置とＥＣＵ装置との車体グランド電位が相違する場合であっても上述したビット異常検出と同等の効果が得られる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか一項に記載のセンサ装置において、前記一対の通信線を介して電源投入された後の初期化処理の中で、前記異常検出手段による前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常検出が行われる、ことを特徴とする。車両乗車後の起動時に、ビット異常検出を行うことが可能となり、安全確保が徹底できる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか一項に記載のセンサ装置において、前記ＥＣＵ装置と共に車両に搭載されるものであって、前記センサは、加速度検知センサ又は圧力検知センサ、超音波センサ、音響センサ、若しくは光ファイバセンサの何れか一のセンサで構成される、ことを特徴とする。種々の検出センサに適応することが可能となり、センサ装置としての機能の拡張が図れる。

以下、本発明のセンサ装置を具体化した実施形態について図面を参照にしつつ具体的に説明する。

＜第一実施形態＞
図１（ａ）は、本発明のセンサ装置として加速度検出センサを備えたセンサ装置の車両搭載時の配置概略図であり、図中、上側を車両前方とした上視図である。

図１（ａ）に示されるように、センサ装置（２ａ〜２ｆ）は制御目的に合せ、車両１内部の複数箇所に渡って配置されている。本実施例では、車両衝突発生時における乗員保護を目的とした加速度検出センサを備えたセンサ装置（２ａ〜２ｆ）の配置例であるため、車両進行方向前方側に左右２箇所（２ａ、２ｂ）、更に、車両搭乗者の前部着座位置における左右方向への加速度検出のため、車両側方に２箇所（２ｃ、２ｄ）、後部着座位置における左右方向への加速度検出のため、車両側方後部側に２箇所（２ｅ、２ｆ）へセンサ装置が配設されている。

車両１内部に配設された加速度検出センサを備えたセンサ装置（２ａ〜２ｆ）は、電子制御装置（ＥＣＵ装置）３に配線接続されている。車両進行方向前方側に配設されたセンサ装置（２ａ、２ｂ）は、接続配線（１００ａ、１００ｂ）により、前部着座位置における車両側方に配設されたセンサ装置（２ｃ、２ｄ）は接続配線（１００ｃ、１００ｄ）により、後部着座位置における車両側方に配設されたセンサ装置（２ｃ、２ｄ）は接続配線（１００ｃ、１００ｄ）により、ＥＣＵ装置３へ接続されている。尚、センサ装置（２ｃ、２ｅ）及びセンサ装置（２ｄ、２ｆ）は、デイジーチェーン接続されている。

各センサ装置（２ａ〜２ｆ）で検出された加速度量はＥＣＵ装置３内部に設けられた演算機能（図示せず）によって、所定の目的に合せた乗員保護の為の制御指令を生成し、例えば、車両進行方向前方側に配設されたセンサ装置（２ａ、２ｂ）出力に基づき、車両衝突を検知した場合には運転者保護の為のエアバッグ装置４、前部乗員（助手席着座）保護の為のエアバック装置５や衝突衝撃によって破壊・飛散するガラス片から乗員を保護する為のカーテンエアバッグ装置（６ａ、６ｂ）を作動（エアバッグ装置のスクイブを点火）させて搭乗者の保護を図ることが可能となる。また、同様に前部／後部着座位置における車両側方に配設されたセンサ装置（２ｃ〜２ｆ）出力に基づき、異常状態を検知した場合には例えば、シートベルト・プリ・テンショナー装置（７ａ〜７ｄ）を起動させて前後部座席の搭乗者が車両外に飛び出さない等の安全確保を図ることができる。

本実施形態のように、所定の車両制御目的に合せ、演算機能を備えるＥＣＵ装置３と制御目的に合せた車両状態を検出するセンサ（圧力検出センサ、超音波センサ、音響センサ、光ファイバセンサ等）を備えたセンサ装置（２ａ〜２ｆ）との接続に当たっては、車両内での配線引き回しや車両運用時の耐環境性（耐ノイズ性、温度特性、電磁環境性等）を考慮し、所定のセンサによって検出されたアナログ検出量をデジタル信号に変換して伝達するのが一般的であり、センサ装置（２ａ〜２ｆ）側に備えられるＡ／Ｄ変換器によって変換された車両状態情報を所定量のデジタルデータによって伝達している。

図１（ｂ）には、ＥＣＵ装置３とセンサ装置２との接続形態を示す概略構成図が示されており、該装置間（ＥＣＵ装置３／複数のセンサ装置（２ａ〜２ｆ））の接続形態を代表し、一対一の簡易的な接続形態が示されている。

図１（ｂ）に示された構成図からも明らかなように、ＥＣＵ装置３は主通信器８を備えて構成されており、主通信器８を介して伝達されたセンサ検出情報（車両状態情報）に基づいて例えば、乗員保護等を目的とした車両制御演算（図示せず）を行い、エアバッグ装置等の起動・制御を実行する。

主通信器８は、図示しない入出力回路と通信制御回路を含み、複数のセンサ装置２に備えられた従通信器９との間において、所謂マスタ／スレーブノードの通信関係を形成し、通信マスタノードとして機能する相互通信を実現している。

センサ装置２は、図１（ａ）に示されるように、所定の制御目的に合せた車両状態を検出する各種センサ（圧力検出センサ、超音波センサ、音響センサ、光ファイバセンサ等）を有するものであり、本実施形態においては加速度検出センサ２１を備えている。検出された物理量である加速度量（アナログ信号）は従通信器９が備えるＡ／Ｄ変換器１１に入力され、所定のビット量で構成されるデジタル値に変換される。変換されたデジタル値は、一旦、Ａ／Ｄ変換器１１に含まれるレジスタ１１ｂ（Ａ／Ｄレジスタ）に格納された後、ＥＣＵ装置３と主従通信関係をなす従通信器９を介してＥＣＵ装置３に伝送される。従通信器９内には検出センサ２１を駆動するための電源回路１０を備えている。

従通信器９は、図示しない入出力回路と通信制御回路を含み、ＥＣＵ装置３が備える主通信器８との間において、所謂マスタ／スレーブノードの通信関係を形成し、通信スレーブノードとして機能する相互通信を実現している。

ここで、ＥＣＵ装置３に備えられた主通信器８とセンサ装置２に備えられた従通信器９とは、接続端子（８ａ、８ｂ）及び接続端子（９ａ、９ｂ）を介し、一対の通信線１００によって配線接続されることにより、差動方式による相互通信を可能としている。そして、主通信器８と従通信器９との間では、ＥＣＵ装置３に備えられた電源回路（図示せず）の給電可能な範囲で複数の従通信器９に対する電源供給が実行される。尚、主通信器８及び従通信器９との間の電力供給も一対の通信線１００を介してセンサ装置２側に給電され、この電力に基づいてセンサ装置２は作動する。

このような主通信器８及び従通信器９間の差動方式による電力供給及び相互通信の模式図が図２（ａ）に示されており、縦軸に電圧値、横軸を時間とした従通信器９接続端子（９ａ、９ｂ）間に生ずる電位波形が示されている。図２（ａ）に示された模式図からも明らかなように、主通信器８から従通信器９に対する電力供給が実行された後に主通信器８を通信マスタノード及び従通信器９を通信スレーブノードとする相互通信が実行される。尚、上述したように主通信器８から従通信器９への電力供給は、ＥＣＵ装置３に備えられた電源回路（図示せず）が給電可能とする範囲で複数のセンサ装置２に対して可能であり、図中では４台以上のセンサ装置２（図１（ａ）に示されたセンサ装置（２ａ〜２ｆ）では６台）に対する電力供給及び相互通信の状態が示されている。

図１（ｂ）に示された構成図に戻り、電源回路１０は、従通信器９を介してＥＣＵ装置３から給電された電力に基づいて加速度検出センサ２１の駆動電力を生成する電源回路として機能する。

加速度検出センサ２１は、公知のセンサであり、電源回路１０にて生成された電源電力により作動する。図２（ｂ）には、加速度検出センサ２１で検出される加速度量（Ｇ）とセンサ出力信号としての電圧値（アナログ信号）との関係を示すグラフが示されており、縦軸はセンサ出力電圧（Ｖ）及び横軸は検出加速度量（Ｇ）である。グラフからも明らかなように、センサ出力電圧値は、０Ｇを中心として正負両側に増減する加速度量（＋Ｘ、−Ｘ）Ｇに相応して出力され、検出される加速度量の有効領域は一定の傾斜を有する比例領域（出力電圧と検出される加速度量が比例関係にある）にて制限されている。すなわち、出力電圧値が“０Ｖ”を示していても必ずしも検出量として有効な加速度値を示してはいない。当然の事ながら、加速度センサ２１として有効な出力電圧値（Ｖ）は、“Ｚ〜Ｖｃｃ−ｙ”の領域であり、検出される加速度量と出力電圧値は比例関係を有するので、“Ｖｃｃ／２”が０Ｇに対応する。

一般的に、車両衝突発生時の衝突衝撃を検知する加速度センサにおいては、車両の急発進・急加速や急停車時に検出される加速度値として〜数Ｇ程度であり、一方、乗員保護装置等を作動させる車両衝突時には１０Ｇ以上の加速度値が検出される。

従って、図２（ｂ）に示された出力電圧／検出加速度のグラフにおいては、０Ｇに相対する“Ｖｃｃ／２”近傍よりもむしろ、衝突衝撃を受けたであろうと確定できる−Ｘ／＋Ｘに相対する“Ｚ”及び“Ｖｃｃ−ｙ”近傍の電圧値を確実に検知することが安全保護の観点からも重要となる。

再び図１（ｂ）に示された構成図に戻り、加速度検出センサ２１の出力電圧値はＡ／Ｄ変換器１１に入力されて、出力電圧値に相対したデジタル量に変換される。Ａ／Ｄ変換器１１は公知の変換器であり、入力された電圧値を所定のタイミングでサンプリングを行うサンプルホールド１１ａと変換されたデジタル量を記憶・格納するレジスタ１１ｂを備え、近年では衝突発生時の加速度検出精度を高めるために１０ビット程度の変換器が用いられている。

従って、上述したように、車両衝突発生時の衝突衝撃を検知する加速度センサを備えるセンサ装置２においては、０Ｇに相対する“Ｖｃｃ／２”近傍の電圧値よりもむしろ、車両の急発進・急加速や急停車時に検出される数Ｇ以上の加速度量を確実に検知することが重要である。すなわち、Ａ／Ｄ変換器１１においては、０Ｇ近傍に相対するデジタル量よりもむしろ、所定量以上の加速度量を確実に変換し出力することが重要となり、さらに、車両衝突発生時以外では出力されないようなビット領域の異常（ビット固着）を低減する事が通常運行時における安全確保にも重要となる。言い換えれば、Ａ／Ｄ変換器のビット異常（ビット固着）を検出することが非常時（衝突発生時等）の安全確保には必要であり、正常時（通常走行時）における誤作動（通常運行時における乗員保護装置等の誤作動）防止のために必要である。

次に、図３（ａ）及び図４に示された図面を参照にして、本発明の第一実施形態について詳細に説明する。尚、図３（ａ）中に示された符号において図１（ｂ）と同一の符号が付されている構成は共通な構成であり、以下の説明においては相違する符号を付した構成を中心に説明する。

図３（ａ）には、第一実施形態におけるＥＣＵ装置３と疑似信号生成部１２を備えたセンサ装置２との一対一の接続形態を示す概略構成図である。図４には、本実施形態におけるビット異常（ビット固着）検出手段のフローチャートが示されている。

図３（ａ）に示されるように、疑似信号生成部１２は予め所定のデータが書込まれた記憶メモリ１２ａと記憶メモリ１２ａのデジタル出力値を対応するアナログ電圧値に変換するＤ／Ａ変換器１２ｂと切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）とから構成される。ここで、記憶メモリ１２ａとＤ／Ａ変換器１２ｂとは、請求項に記載される疑似信号生成手段として機能し、切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）は、Ａ／Ｄ変換器１１へ入力されるセンサ信号／疑似信号の経路を切替える切替え手段として機能する。

記憶メモリ１２ａには、予めＡ／Ｄ変換器１１の各ビット量に対応したデジタルデータが記憶されており、例えばＥＰＲＯＭ等の汎用の記憶メモリで構成される。予め記憶されたデジタルデータは、Ａ／Ｄ変換後のレジスタ出力値に相対するものであり、一例として、Ａ／Ｄ変換器１１に含まれるレジスタ１１ｂ（Ａ／Ｄレジスタ）が１０ビット量である場合には、“００１ｈ、００２ｈ、００４ｈ、００８ｈ、０１０ｈ、０２０ｈ、０４０ｈ、０８０ｈ、１００ｈ、２００ｈ”の如く各ビットが“１”となる値が書込まれる。

Ｄ／Ａ変換器１２ｂは、記憶メモリ１２ａのデジタル出力値を対応するアナログ電圧値に変換し生成する機能を有する汎用品で構成されている。生成されたアナログ信号（電圧値）は、Ａ／Ｄ変換器１１に含まれるサンプルホールド１１ａに印加される。

切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）はシリコンスイッチ等の汎用品で構成され、Ａ／Ｄ変換器１１への信号入力経路切替え、すなわち、疑似信号生成部１２で生成された疑似信号（アナログ信号）と加速度検出センサ２１の出力信号とを切替える切替え手段として機能する。

このように、疑似信号生成部１２をセンサ装置２に備えることにより、加速度検出センサ２１で検知された物理量である加速度量に対応する電圧出力と、Ａ／Ｄ変換器１１のレジスタ１１ｂが有するビット量に相当する疑似信号の電圧出力とを切替えてサンプルホールド１１ａに印加することにより、Ａ／Ｄ変換器１２（サンプルホールド１１ａ入力からレジスタ１１ｂに至る系）の変換処理機能としてのビット異常（ビット固着）検出が可能となる。

次に、本実施形態の疑似信号生成部１２を用いたビット異常検出手段について、図４に示されるフローチャートに従って説明する。

本実施形態におけるセンサ装置２は、図２（ａ）にも示されるように、一対の通信線１００を介して接続されたＥＣＵ装置３により、作動に要する電源電力が供給される。従って、図４に示されたフローチャートは少なくとも図２（ａ）に示される給電フェーズ実施後に実行される通信フェーズ期間で実行される。

本発明が解決課題とするＡ／Ｄ変換器１１のビット固着は、主にＡ／Ｄ変換器自身の初期不良に起因しており、図２（ｂ）に示されるグラフからも明らかなように、０Ｇ近傍に相対するビット固着については、車両１へのセンサ装置２取付け工程において高確度で検出され、除去される。しかしながら、衝突衝撃を受けたであろうと確定できる“−Ｘ／＋Ｘ”近傍の領域においては、１０Ｇ以上の加速度量を必要とするため、相対するビット領域の固着検出を見過ごす虞があり、また、センサ装置２の取付け後においても、他の組立工程中にビット固着が生ずる虞がある。

従って、このようなビット異常（ビット固着）を確実に検知するために、図４に示されるビット異常検出手段は図２（ａ）に示される通信フェーズの開始直後（給電フェーズ完了直後）に実行されることが望ましい。具体的には、給電フェーズ完了直後の、主通信器８と従通信器９との間で実施される相互通信確立時の初期化処理の中で実行されることが望ましい。車両シートに着座後の運転者がエンジン起動する初動操作（例えばイグニッションキーの回動操作）の段階でビット異常を検知することが可能となり、早時の安全確保が実現できる。

図４に示されるフローチャートに戻り、センサ装置２とＥＣＵ装置３との間にて上述した給電フェーズが完了し、主通信器８と従通信器９との間にマスタ／スレーブによる相互通信関係の確立に移行されたことがビット異常検出手段の起動となる（ステップＳ１、“ＳＴＡＲＴ”）。

所定の確立処理の成立後に、ビット異常検出のための実行コマンドがＥＣＵ装置３から送信され、所定のプロトコルに基づき従通信器９が該実行コマンドを受信する（ステップＳ２）。実行コマンドを受信した従通信器９は、図３（ａ）に示された疑似信号生成部１２を構成する切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）を、該疑似信号生成部１２によって生成される疑似信号（電圧値）がＡ／Ｄ変換器１１に印加されるように入力経路の切替え（ＳＷ１／ＯＦＦ、ＳＷ２／ＯＮ；ステップＳ３）を行い、予め記憶メモリ１２ａに書込まれたデジタルデータ（Ａ／Ｄ変換器１１の各ビット値に対応）に基づいて相対するアナログ信号（電圧値）をＤ／Ａ変換器１２ｂを介して生成する（ステップＳ４）。

Ｄ／Ａ変換器１２ｂによって生成された疑似信号のアナログ信号（電圧値）は、センサ装置２が備えるＡ／Ｄ変換器１１のサンプルホールド１１ａに入力され、所定のタイミングでサンプリングされ、変換されたデジタルデータがレジスタ１１ｂに格納・保持される。レジスタ１１ｂに格納・保持されたデジタルデータは従通信器９を介してＥＣＵ装置３に伝送され（ステップＳ５）、出力されたデータが規定値以内であるか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、規定値以内とは、例えば通信経路等に重畳されるノイズ変動等を考慮した範囲である。

ステップＳ６で規定値以内にない場合（ステップＳ６、“ＮＯ”）には、ビット異常（ビット固着）が検出されたと判断し、Ａ／Ｄ変換器１１の製品不良と判定する（ステップＳ８、“異常検出”）。

ステップＳ６に示された判定をＡ／Ｄ変換器１１の全ビット長に亘って実行する。すなわち、疑似信号の電圧レベルを所定の範囲内で順次変化させながら疑似信号を生成し、入力された疑似信号に基づくＡ／Ｄ変換後のデジタル値をレジスタ１１ｂより順次読み出し、各疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定（ステップＳ６、“ＹＥＳ”〜ステップＳ７、“ＮＯ”）する。全ビット長に亘ってビット異常検出が完了した場合（ステップＳ７、“ＹＥＳ”）には、ステップＳ３にて切替えた信号入力経路をセンサ検出信号側に戻し（ＳＷ１／ＯＮ、ＳＷ２／ＯＦＦ；ステップＳ９）、終了する（ステップＳ１０、“ＥＮＤ”）。

ビット異常（ビット固着）が検出されたセンサ装置２は、所定（例えば使用部品の交換等）の整備が行われることにより、ビット異常（ビット固着）を起因とする非常時（衝突発生時等）の安全確保及び正常時（通常走行時）の誤作動（通常運行時における乗員保護装置等の誤作動）防止が達成できる。

すなわち、センサ装置２に疑似信号生成部１２と、一対の通信線１００を介して供給される電力供給後に実施されるビット異常検出手段とを備えることにより、センサ装置２を車両１へ取付けた後であっても、センサ装置２に含まれるＡ／Ｄ変換器１１のビット異常（ビット固着）を検出することが可能となる。そして、ビット異常の検出は、Ａ／Ｄ変換器１１に含まれるレジスタ１１ｂの全ビット長に亘って実行されるため、レジスタ１１ｂの各ビット毎にビット異常の検出が可能となる。結果、衝突衝撃を受けたであろうと確定できる“−Ｘ／＋Ｘ”近傍の領域に対応する値を持つビット異常をも検出することが可能なセンサ装置２が実現できる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。次に、本実施形態の変形例について説明する。

＜第一実施形態の変形例＞
第一実施形態の変形例として、例えば、疑似信号生成部１２では予め所定のデータが書込まれた記憶メモリ１２ａを備えているが、この記憶メモリは従通信器９に含まれる通信制御回路が有する記憶領域と共用するものであっても良い。また、Ａ／Ｄ変換器１１へのアナログ信号入力切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）として、ＳＰＤＴ等の汎用の切替え器で構成してもよい。同様に、記憶メモリ１２ａに予め書込まれるデータを、ＥＣＵ装置２／センサ装置３間の通信関係確立後に該装置間でデータの受け渡しを実行しても良い。加えて、取得されたＡ／Ｄ変換値に対するビット異常検出手順をセンサ装置２側に含ませた上で、ＥＣＵ装置３に対しては図４に示される、検出結果（ステップＳ８に示される異常検出）のみを通知するものとしても良い。何れの変形例であっても第一実施例と同等の効果が奏功され、小型化、低コスト化、省スペース化に寄与することが期待できる。

＜第二実施形態＞
次に、図３（ｂ）及び図５に示された図面を参照にして、本発明の第二実施形態について詳細に説明する。尚、図３（ｂ）中に示された符号において図１（ｂ）と同一の符号が付されている構成は共通な構成であり、以下の説明においては相違する符号を付した構成を中心に説明する。

図３（ｂ）には、第二実施形態におけるＥＣＵ装置３と疑似信号生成部１２を備えたセンサ装置２との一対一の接続形態を示す概略構成図が示されている。図５には、本実施形態におけるビット異常検出手段のフローチャートが示されている。

本実施形態においては、図３（ｂ）に示されるように、疑似信号生成部１２は予め所定のデジタルデータ（検査値）が書込まれた記憶メモリ１２ｃと切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）とから構成され、第一実施形態がＡ／Ｄ変換器１１の各ビット量に相対するアナログ信号（電圧値）を疑似信号として生成・印加するのに対し、第二実施形態は記憶メモリ１２ｃに予め書込まれたデジタルデータ（所定の検査値）を直接（サンプルホールド１１ａを介さず）レジスタ１１ｂ（Ａ／Ｄレジスタ）に入力する形態であることが相違する。ここで、記憶メモリ１２ｃは請求項に記載の、Ａ／Ｄレジスタに格納されるのと同様の所定のデジタル値を検査値として生成する検査値生成手段として機能し、切替え器（ＳＷ１、ＳＷ２）は、Ａ／Ｄ変換器１１への入力経路を加速度検知センサ２１の出力信号と記憶メモリ１２ｃに予め書込まれた検査値とで切替える切替え手段として機能する。

従って、Ａ／Ｄ変換器１１に備えられたレジスタ１１ｂの入力側に直接、デジタルデータを入力する為、回路規模を増大させず、より一層の検査精度の向上、小型化、低コスト化を図る利点がある。

記憶メモリ１２ｃは、例えばＥＰＲＯＭ等の汎用の記憶メモリで構成され、予め記憶されたデジタルデータは、Ａ／Ｄ変換器１１の全ビット長に対応した、互いに補数関係にあるデータが記憶されている。１０ビット長の検査値の一例として、第１の固定値として“（ＭＳＢ）１０１０１０１０１０１（ＬＳＢ）：１５５ｈ”及び補数関係にある第２の固定値として“（ＭＳＢ）０１０１０１０１０１０（ＬＳＢ）：２ＡＡｈ”となる値が書込まれる。

次に、本実施形態の疑似信号生成部１２を用いたビット異常検出手段について、図５に示されるフローチャートに従って説明する。尚、ＥＣＵ装置３とセンサ装置２との間の給電フェーズ及び通信フェーズに関し、本実施形態も第一実施形態も同様の関係を有するので、ステップ１〜３迄の手順は第一実施形態と共通である。

ステップ３に示された処理によって、Ａ／Ｄ変換器１１への入力経路を加速度検知センサ２１の出力信号と記憶メモリ１２ｃに予め書込まれた検査値との間で切替え終了後、予め記憶メモリ１２ｃに書込まれたデジタル値（検査値）をＡ／Ｄ変換器１１のＡ／Ｄレジスタであるレジスタ１１ｂに出力する（ステップ１１）。レジスタ１１ｂは出力された該データを格納・保持し、所定のタイミングで従通信器９に出力する。従通信器９は、レジスタ１１ｂから出力されたデジタルデータをＥＣＵ装置３に伝送（ステップ１２）し、レジスタ１１ｂから出力されたデータが予め記憶メモリ１２ｃに書込まれた検査値のデータと一致するか否かを判断する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、データが不一致の場合（ステップＳ１３、“ＮＯ”）には、ビット異常（ビット固着）が検出されたと判断し、Ａ／Ｄ変換器１１の製品不良と判定する（ステップＳ８、“異常検出”）。

ステップＳ１３に示された判定を補数関係にある第２の固定値である１０ビット長の検査値を用いて再び実行（ステップＳ１３、“ＹＥＳ”〜ステップＳ１４、“ＮＯ”）する。このように、互いに補数関係にある第１の固定値及び第２の固定値によってビット異常検出が完了した場合（ステップＳ１４、“ＹＥＳ”）には、ステップＳ３にて切替えた信号入力経路をセンサ検出信号側に戻し（ＳＷ１／ＯＮ、ＳＷ２／ＯＦＦ；ステップＳ９）、終了する（ステップＳ１０、“ＥＮＤ”）。

本実施形態に示されるように、アナログ信号を用いずともＡ／Ｄ変換器１１に備えられるレジスタ１１ｂのビット異常（ビット固着）が検出できる。そして、第一実施形態と同様に、ビット異常（ビット固着）が検出されたセンサ装置２は、所定（例えば使用部品の交換等）の整備が行われることにより、ビット異常（ビット固着）を起因とする非常時（衝突発生時等）の安全確保及び正常時（通常走行時）の誤作動（通常運行時における乗員保護装置等の誤作動）防止が達成できる。

本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能であることは云うまでもない。次に、本実施形態の変形例について説明する。

＜第二実施形態の変形例＞
第二実施形態の変形例として、例えば、疑似信号生成部１２では予め所定のデータが書込まれた記憶メモリ１２ｃを備えているが、この記憶メモリは従通信器９に含まれる通信制御回路が有する記憶領域と共用するものであっても良い。また、この際には検査値の読み出すタイミングを推し量ることができるから、例えばＳＷ２の切替え器を省くことが可能と成る。同様に、記憶メモリ１２ｃに予め書込まれるデータを、ＥＣＵ装置２／センサ装置３間の通信関係確立後に該装置間でデータの受け渡しを実行しても良い。加えて、取得されるＡ／Ｄ変換値（レジスタ１２ｂ出力値）に対するビット異常検出手順をセンサ装置２側に含ませた上で、ＥＣＵ装置３に対しては図４に示される、検出結果（ステップＳ８に示される異常検出）のみを通知するものとしても良い。何れの変形例であっても第二実施例と同様の効果が奏功され、小型化、低コスト化、省スペース化に寄与することが期待できる。

図１（ａ）は、本発明のセンサ装置として加速度検出センサを備えたセンサ装置の車両搭載時の配置概略図であり、図中、上側を車両前方とした上視図である。図１（ｂ）には、ＥＣＵ装置３とセンサ装置２との一対一の簡易的な接続形態を示す概略構成図である。 図２（ａ）は、主通信器８及び従通信器９間の差動方式による電力供給及び相互通信の模式図であり、縦軸に電圧値、横軸を時間とした従通信器９接続端子（９ａ、９ｂ）間に生ずる電位波形のグラフである。図２（ｂ）は、加速度検出センサ２１で検出される加速度量（Ｇ）とセンサ出力信号としての電圧値（アナログ信号）との関係を示すグラフである。 図３（ａ）は、第一実施形態におけるＥＣＵ装置３と疑似信号生成部１２を備えたセンサ装置２との一対一の接続形態を示す概略構成図である。図３（ｂ）は、第二実施形態におけるＥＣＵ装置３と疑似信号生成部１２を備えたセンサ装置２との一対一の接続形態を示す概略構成図である。 図４は、第一実施形態におけるビット異常検出手段のフローチャートである。 図５は、第二実施形態におけるビット異常検出手段のフローチャートである。

符号の説明

１：車両、 ２、２ａ〜２ｆ：センサ装置、 ３：ＥＣＵ装置、
４、５：エアバッグ装置、 ６ａ、ｂ：カーテンエアバッグ装置、７ａ〜７ｄ：シートベルト・プリ・テンショナー装置、
８：主通信器、 ８ａ、ｂ：接続端子、 ９：従通信器、 ９ａ、ｂ：接続端子、
１０：電源回路、 １１：Ａ／Ｄ変換器、 １１ａ：サンプルホールド、 １１ｂ：レジスタ、
１２：疑似信号生成部、 １２ａ、ｃ：記憶メモリ、 １２ｂ：Ｄ／Ａ変換器、
２１：加速度検出センサ、 １００、１００ａ〜１００ｆ：接続配線、
ＳＷ１、ＳＷ２：切替え器

Claims (7)

1. ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信及び電力供給を可能とされた従通信器と、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であって、
   前記センサが出力したのと同様の信号を疑似信号として生成する疑似信号生成手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換器への入力を前記センサの出力信号と前記疑似信号生成手段の前記疑似信号とで切替える切替え手段と、
   前記切替え手段による切替えを介して前記疑似信号生成手段の前記疑似信号を前記Ａ／Ｄ変換器へ入力すると共に、前記Ａ／ＤレジスタよりＡ／Ｄ変換後のデジタル値を読み出し、前記疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定することで前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常を検出するビット異常検出手段と、を備える、
   ことを特徴とするセンサ装置。
2. 前記疑似信号生成手段は、電圧レベルを所定の範囲内で順次変化させながら前記疑似信号を生成し、
   前記異常検出手段は、前記疑似信号生成手段より入力された前記疑似信号に基づくＡ／Ｄ変換後のデジタル値を前記Ａ／Ｄレジスタより順次読み出し、前記各疑似信号に対応する所定範囲内の値か否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
3. ＥＣＵ装置に設けられる主通信器と一対の通信線を介して接続されて相互通信及び電力供給を可能とされた従通信器と、所定の物理量を検出して電気信号をアナログ出力するセンサと、前記センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し変換後のデジタル値をＡ／Ｄレジスタに格納するＡ／Ｄ変換器とを備え、前記Ａ／Ｄレジスタに格納された前記デジタル値を前記従通信器から前記一対の通信線を介して前記ＥＣＵ装置へ送信するように構成されたセンサ装置であって、
   前記Ａ／Ｄレジスタの出力ビット長に対応する所定のデジタル値を検査値として生成する検査値生成手段と、
   前記Ａ／Ｄ変換器への入力を前記センサの出力信号と前記検査値生成手段の前記検査値とで切替える切替え手段と、
   前記切替え手段による切替えを介して前記検査値生成手段の前記検査値を前記Ａ／Ｄレジスタへ書込むと共に、前記Ａ／Ｄレジスタよりデジタル値を読み出して前記検査値との一致を判定することで前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常を検出するビット異常検出手段と、を備える、
   ことを特徴とするセンサ装置。
4. 前記検査値は、前記Ａ／Ｄレジスタの出力ビット長に対応する第１の固定値と、前記第１の固定値の補数関係にある第２の固定値とを含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ装置。
5. 前記センサの駆動電源は、前記従通信器を介して供給された電力に基づいて生成される、
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のセンサ装置。
6. 前記一対の通信線を介して電源投入された後の初期化処理の中で、前記異常検出手段による前記Ａ／Ｄレジスタのビット異常検出が行われる、
   ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のセンサ装置。
7. 前記ＥＣＵ装置と共に車両に搭載されるものであって、
   前記センサは、加速度検知センサ又は圧力検知センサ、超音波センサ、音響センサ、若しくは光ファイバセンサの何れか一のセンサで構成される、
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のセンサ装置。

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