JP6142829B2

JP6142829B2 - 電力通信装置

Info

Publication number: JP6142829B2
Application number: JP2014058061A
Authority: JP
Inventors: 征二服部
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2034-03-20
Also published as: JP2015184738A

Description

本発明は、マスタ装置に複数のセンサ部がデイジーチェーン接続された電力通信装置に関するものである。

従来より、マスタ装置としての車両のＥＣＵ（Engine Control Unit）に複数のセンサ部がデイジーチェーン接続された電力通信装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、この電力装置では、複数のセンサ部は、それぞれ同様の構成とされ、加速度検出部を備えている。そして、ＥＣＵは、各センサ部の加速度検出部で検出された検出結果が入力されると、当該検出結果に応じて各種の処理を行う。

特開２０１０−１３７８４０号公報

しかしながら、上記電力通信装置では、ＥＣＵが検出結果に応じて各種の処理を行う際、各センサ部は常に通常の電流を消費する通常モードとなっている。このため、各センサ部で電流Ｉｃｃが消費されるとすると、常に、電流Ｉｃｃ×センサ部数の電流が消費されることになる。したがって、近年では、このようなマスタ装置に複数のセンサ部がデイジーチェーン接続された電力通信装置において、消費電流の低減を図ることができる電力通信装置が望まれている。

本発明は上記点に鑑みて、消費電流の低減を図ることができる電力通信装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、物理量に基づいて所定の処理を行うマスタ装置（１０）と、物理量を検出する物理量検出部（２１〜４１）を有し、マスタ装置にデイジーチェーン接続された複数のセンサ部（２０〜４０）とを備える電力通信装置において、以下の点を特徴としている。

すなわち、マスタ装置（１０）は、複数のセンサ部で消費される総電流を検出するマスタ装置電流検出部（１２）を有し、複数のセンサ部は、それぞれ同じ構成とされ、物理量検出部と共に、マスタ装置側である入力側と当該入力側と反対側の出力側との間に流れる電流を検出するセンサ部電流検出部（２３〜４３）と、通常の電流を消費する通常モード、もしくは物理量検出部で検出された検出結果に基づいた応答信号を出力した後に通常モードより消費電流の少ないスリープモードに移行する応答モードのいずれに移行するか否かを判定するセンサ部制御部（２６〜４６）を有し、複数のセンサ部におけるそれぞれのセンサ部制御部は、電流検出部で検出された電流が第１閾値未満であって判定時のモードが通常モードである場合に応答モードに移行し、マスタ装置は、複数のセンサ部がスリープモードになることでマスタ装置電流検出部に流れる電流が所定の閾値以下となった場合、ウェイクアップ信号を出力することで複数のセンサ部を通常モードに移行させることを特徴としている。

これによれば、応答信号を出力した後には消費電流の少ないスリープモードに移行するため、消費電流の低減を図ることができる。

この場合、請求項２に記載の発明のように、第１閾値をセンサ部の１つで消費される電流と等しくできる。これによれば、複数のセンサ部は、最後段のセンサ部から順に応答モードに移行するため、マスタ装置は、応答信号がいずれのセンサ部から出力されたものかを判定できる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

本発明の第１実施形態における電力通信装置のブロック図である。第１センサ部の回路構成を示すブロック図である。ＥＣＵの回路構成を示すブロック図である。電力通信装置のタイミングチャートである。図４中の時点Ｔ０における電力通信装置の状態を示す図である。図４中の時点Ｔ３における電力通信装置の状態を示す図である。図４中の時点Ｔ７における電力通信装置の状態を示す図である。図４中の時点Ｔ１０における電力通信装置の状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。なお、本実施形態の電力通信装置は、車両に搭載され、エアバッグ等の乗員保護装置を構成するものとして用いられると好適である。

図１に示されるように、電力通信装置は、ＥＣＵ１０と、このＥＣＵ１０にワイヤーハーネス等によってデイジーチェーン接続された第１〜第３センサ部２０〜４０を備えている。なお、本実施形態では、ＥＣＵ１０に第１〜第３センサ部２０〜４０の３つのセンサ部がデイジーチェーン接続されたものを説明するが、ＥＣＵ１０にさらに複数のセンサ部がデイジーチェーン接続されていてもよい。

まず、第１〜第３センサ部２０〜４０の構成について図２を参照しつつ説明する。第１〜第３センサ部２０〜４０は、同様の構成とされており、それぞれ物理量検出部２１〜４１、内部回路２２〜４２、電流検出部２３〜４３、送信回路２４〜４４、受信回路２５〜４５、制御部２６〜４６を有している。

各物理量検出部２１〜４１は、本実施形態では、加速度に応じた検出信号を制御部２６〜４６に出力する加速度センサである。なお、ここでは、各物理量検出部２１〜４１が加速度センサであるものを説明するが、各物理量検出部２１〜４１が角速度センサや圧力センサ等であってもよい。

各内部回路２２〜４２は、物理量検出部２１〜４１、電流検出部２３〜４３、送信回路２４〜４４、受信回路２５〜４５、制御部２６〜４６を駆動するための電圧を生成する電源回路や各種回路素子等を有する構成とされている。本実施形態では、各内部回路２２〜４１は、通常モードである場合、ＥＣＵ１０で生成された電流Ｉｃｃを消費して駆動するように構成されている。

各電流検出部２３〜４３は、本発明のセンサ部電流検出部に相当するものであり、ＥＣＵ１０側である入力側と出力側との間に流れる電流に応じた検出信号を各制御部２６〜４６に出力するものである。例えば、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードである場合、各内部回路２２〜４２には、それぞれ電流Ｉｃｃが流れる。このため、第１センサ部２０の電流検出部２３では電流２Ｉｃｃが検出され、第２センサ部３０の電流検出部３３では電流Ｉｃｃが検出される。また、第３センサ部４０の電流検出部４３では、後段にセンサ部（内部回路）が配置されていないため、電流０が検出される。

各送信回路２４〜４４は、各制御部２６〜４６と接続され、物理量検出部２１〜４１で検出された検出信号に応じた応答電流をＥＣＵ１０側に出力する。本実施形態では、応答電流が本発明の応答信号に相当しており、当該応答電流として各検出信号に応じたパルス状の電流を出力するようになっている。

各受信回路２５〜４５は、制御部２６〜４６と接続され、ＥＣＵ１０からウェイクアップ信号（パルス状の電圧）が出力されたか否かを判定し、判定結果を各制御部２６〜４６に出力する。

各制御部２６〜４６は、本発明のセンサ部制御部に相当するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、所定期間毎に、通常の電力を消費する通常モード、通常モードより電力消費の少ないスリープモード、応答電流を出力した後にスリープモードに移行する応答モードのいずれのモードに移行するかを判定する。

具体的には、各制御部２６〜４６は、各電流検出部２３〜４３で検出された電流および判定時のモードに基づいて、いずれのモードに以降するのかを判定する。さらに、詳述すると、各制御部２６〜４６は、判定時において、検出される電流が第１閾値未満である場合、現状のモードが通常モードであるときには応答モードに以降し、現状のモードがスリープモードであるときにはスリープモードを維持する。また、検出される電流が第１閾値以上であって第２閾値未満である場合、通常モードに移行する。そして、検出される電流が第２閾値以上である場合、スリープモードに移行する。

本実施形態では、第１閾値は、第１〜第３センサ部２０〜４０（内部回路２２〜４２）で消費される電流であるＩｃｃとされ、第２閾値は、第１〜第３センサ部２０〜４０（内部回路２２〜４２）で消費される電流の２倍である２Ｉｃｃとされている。つまり、第１閾値未満である電流０が検出された場合、現状のモードが通常モードであるときには応答モードに以降し、現状のモードがスリープモードであるときにはスリープモードを維持する。また、第１閾値以上であって第２閾値未満である電流Ｉｃｃが検出された場合、通常モードに以降する。そして、第２閾値以上である電流２Ｉｃｃが検出された場合、スリープモードに以降する。

なお、上記モード移行には、例えば、現状のモードが通常モードであって通常モードを維持する場合も含んでいる。

ＥＣＵ１０は、本発明のマスタ装置に相当するものであり、図３に示されるように、駆動回路１１、電流検出部１２、制御部１３を有している。

駆動回路１１は、第１〜第３センサ部２０〜４０（内部回路２２〜４２）で消費される電流を生成する。

電流検出部１２は、本発明のマスタ装置電流検出部に相当するものであり、駆動回路１１と第１センサ部２０との間に流れる電流に応じた検出信号を制御部１３に出力する。つまり、電流検出部１２は、第１〜第３センサ部２０〜４０（内部回路２２〜４２）で消費される総電流を検出すると共に、第１〜第３センサ部２０〜４０から出力された応答電流を検出する。

制御部１３は、本発明のマスタ装置制御部に相当するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、第１〜第３センサ部２０〜４０から出力された応答電流（物理量検出部２１〜４１の検出結果）に基づいて各種の処理を行う。また、電流検出部１２で検出された電流が閾値未満である場合（本実施形態では、閾値がＩｃｃであり、閾値未満である電流０が検出された場合）に、ウェイクアップ信号（パルス状の電圧）を出力し、第１〜第３センサ部２０〜４０を通常モードに以降させる。

なお、本実施形態では、具体的には後述するが、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに移行した後、第３センサ部４０、第２センサ部３０、第１センサ部２０の順に応答電流が出力される。このため、制御部１３は、応答電流が入力される順番で第１〜第３センサ部２０〜４０のいずれの応答電流かを判定する。

以上が本実施形態における電力通信装置の構成である。次に、このような電力通信装置の作動について図４および図５を参照しつつ説明する。なお、図５では、受信回路２５〜４５を省略して示しており、図４および図５では、通常モードをＵ−Ｍｏｄｅ、スリープモードをＳ−ｍｏｄｅ、応答モードをＲ−ｍｏｄｅとして図示している。また、以下では、電力通信装置を車両に搭載した場合について説明する。さらに、本実施形態では、スリープモードでは、実際には、各内部回路２２〜４２で物理量検出部２１〜４１等を駆動するために必要な微小な電流が消費されているが、理解をし易くするために、各内部回路２２〜４２で消費される電流を０としている。

まず、図４および図５Ａに示されるように、時点Ｔ０において、車両がイグニッションオンされると、ＥＣＵ１０（制御部１３）が立ち上がって電圧Ｖｃとなると共に第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに以降する。つまり、時点Ｔ０では、第１〜第３センサ部２０〜４０の内部回路２２〜４２で電流Ｉｃｃが消費される。このため、ＥＣＵ１０の電流検出部１２では電流３Ｉｃｃが検出される。また、第１センサ部２０の電流検出部２３では、電流２Ｉｃｃが検出され、第２センサ部３０の電流検出部３３では電流Ｉｃｃが検出され、第３センサ部４０の電流検出部４３では電流０が検出される。

そして、第１〜第３センサ部２０〜４０の制御部２６〜４６は、所定期間毎（本実施形態では、時点Ｔ１、時点Ｔ５、時点Ｔ９、時点Ｔ１２）に、各電流検出部２３〜４３で検出された電流および判定時のモードに基づいて、通常モード、スリープモード、応答モードのいずれのモードに移行するかを判定する。

具体的には、図４および図５Ｂに示されるように、第１センサ部２０は、時点Ｔ１において、電流検出部２３で電流２Ｉｃｃが検出されるため、時点Ｔ２にてスリープモードに以降する。このため、時点Ｔ２にて内部回路２２で消費される電流が０となる。

また、第２センサ部３０は、時点Ｔ１において、電流検出部３３で電流Ｉｃｃが検出されるため、時点Ｔ１以降で通常モードを維持する。

第３センサ部４０は、時点Ｔ１において、電流検出部４３で電流０が検出され、時点Ｔ１でのモードが通常モードであるため、応答モードに移行する。このため、時点Ｔ３で送信回路４４を介して物理量検出部４１で検出された検出結果に基づいた応答電流Ｉｘ３を出力した後、時点Ｔ４でスリープモードに移行する。これにより、電流検出部１２でパルス状の電流値が測定される。

なお、上記のように、制御部１３は、応答電流が入力される順番で第１〜第３センサ部２０〜４０のいずれの応答電流かを判定するようになっている。このため、時点Ｔ３で出力される応答電流Ｉｘ３は、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに以降した後に最初に出力される応答電流であるため、制御部１３は、時点Ｔ３で出力された応答電流Ｉｘ３が第３センサ部４０の物理量検出部４１で検出された検出結果であると判定する。

また、時点Ｔ４で第３センサ部４０がスリープモードに以降するため、時点Ｔ４以降では電流検出部１２で電流２Ｉｃｃが検出される。

次に、図４および図５Ｃに示されるように、第１センサ部２０は、時点Ｔ５において、電流検出部２３で電流Ｉｃｃが検出されるため、時点Ｔ６で通常モードに以降する。

そして、第２センサ部３０は、時点Ｔ５において、電流検出部３３で電流０が検出され、時点Ｔ５でのモードが通常モードであるため、時点Ｔ７で応答モードに移行する。このため、時点Ｔ７にて送信回路３４を介して物理量検出部３１で検出された検出結果に基づいた応答電流Ｉｘ２を出力した後、時点Ｔ８でスリープモードに移行する。これにより、電流検出部１２でパルス状の電流値が測定される。

なお、時点Ｔ７で出力される応答電流Ｉｘ２は、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに以降した後に２番目に出力される応答電流であるため、制御部１３は、時点Ｔ７で出力された応答電流Ｉｘ２が第２センサ部３０の物理量検出部３１で検出された検出結果であると判定する。

また、時点Ｔ８で第２センサ部３０がスリープモードに以降するため、時点Ｔ８以降では電流検出部１２で電流Ｉｃｃが検出される。

第３センサ部４０は、時点Ｔ５において、電流検出部４３で電流０が検出され、時点Ｔ５でのモードがスリープモードであるため、スリープモードを維持する。

次に、図４および図５Ｄに示されるように、第１センサ部２０は、時点Ｔ９において、電流検出部２３で電流０が検出され、時点Ｔ９でのモードが通常モードであるため、時点Ｔ１０で応答モードに移行する。そして、時点Ｔ１０にて送信回路２４を介して物理量検出部２１で検出された検出結果に基づいた応答電流Ｉｘ１を出力した後、時点Ｔ１１でスリープモードに移行する。これにより、電流検出部１２でパルス状の電流値が測定される。

なお、時点Ｔ１０で出力される応答電流Ｉｘ１は、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに以降した後に３番目に出力される応答電流であるため、制御部１３は、時点Ｔ１０で出力された応答電流Ｉｘ１が第１センサ部２０の物理量検出部２１で検出された検出結果であると判定する。

第２、第３センサ部３０、４０は、時点Ｔ９において、電流検出部３３、４３で電流０が検出され、時点Ｔ９でのモードがスリープモードであるため、スリープモードを維持する。

そして、第１〜第３センサ部２０〜４０は、時点Ｔ１２において電流検出部〜２３４３で電流０が検出され、時点Ｔ１２でのモードがスリープモードであるため、スリープモードを維持する。

また、ＥＣＵ１０の制御部１３は、第１〜第３センサ部２０〜４０と同様に、所定期間毎（本実施形態では、時点Ｔ１、時点Ｔ５、時点Ｔ１２）に、電流検出部１２で検出された電流が閾値未満であるか否かを判定する。そして、電流検出部１２で検出された電流が閾値未満である場合、ウェイクアップ信号（電圧Ｖｔ）を出力して第１〜第３センサ部２０〜４０を通常モードに移行させる。

具体的には、時点Ｔ１、Ｔ５、Ｔ９では、電流検出部１２で電流Ｉｃｃまたは電流２Ｉｃｃが検出され、時点Ｔ１２では電流０が検出される。このため、時点Ｔ１３において、制御部１３は、ウェイクアップ信号（パルス状の電圧）を出力する。これにより、第１〜第３センサ部２０〜４０に受信回路２５〜４５を介してウェイクアップ信号が入力され、時点Ｔ１４において、第１〜第３センサ部２０〜４０が通常モードに以降し、再び時点Ｔ１以降の作動を行う。

以上説明したように、本実施形態では、第１〜第３センサ部２０〜４０は、応答電流を出力した後に消費電流の少ないスリープモードに移行している。このため、消費電流の低減を図ることができ、ひいては消費電力の低減を図ることができる。

また、第１閾値を第１〜第３センサ部２０〜４０（内部回路２２〜４２）で消費される電流としている。このため、第３センサ部４０、第２センサ部３０、第１センサ部２０の順に応答電流が出力される。したがって、ＥＣＵ１０は、応答電流が入力される順番を把握することにより、応答電流がいずれのセンサ部から出力されたものかを判定できる。

さらに、本実施形態では、第２閾値以上の電流（電流２Ｉｃｃ）が検出された場合には、スリープモードに移行するようにしている。このため、さらに消費電流の低減を図ることができる。

（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

例えば、上記第１実施形態において、時点Ｔ１において、電流検出部２３で電流２Ｉｃｃが検出された場合、通常モードを維持するようにしてもよい。このような電力通信装置としても第１〜第３センサ部２０〜４０は、応答電流を出力した後にスリープモードに移行するため、消費電流の低減を図ることができる。

また、上記第１実施形態では、ＥＣＵ１０の制御部１３と第１〜第３センサ部２０〜４０の制御部２６〜４６とが同じ時点で判定するものを説明したが、ＥＣＵ１０の制御部１３と第１〜第３センサ部２０〜４０の制御部２６〜４６とが別の時点で判定を行うようにしてもよい。

さらに、上記第１実施形態では、第１センサ部２０が時点Ｔ２でスリープモードに移行し、第３センサ部４０が時点Ｔ３にて応答電流を出力するものを説明した。しかしながら、第１センサ部２０がスリープモードに移行する時点と、第３センサ部４０が応答電流を出力する時点とが同じ時点であってもよい。同様に、第１センサ部２０が通常モードに以降する時点と第２センサ部３０が応答電流を出力する時点とが同じ時点であってもよい。すなわち、判定を行った後の移行する時点は適宜変更可能である。

１０ＥＣＵ（マスタ装置）
２０〜４０第１〜第３センサ部
２１〜４１物理量検出部
２３〜４３電流検出部
２６〜４６制御部

Claims

物理量に基づいて所定の処理を行うマスタ装置（１０）と、
前記物理量を検出する物理量検出部（２１〜４１）を有し、前記マスタ装置にデイジーチェーン接続された複数のセンサ部（２０〜４０）と、を備え、
前記マスタ装置（１０）は、前記複数のセンサ部で消費される総電流を検出するマスタ装置電流検出部（１２）を有し、
前記複数のセンサ部は、それぞれ同じ構成とされ、前記物理量検出部と共に、前記マスタ装置側である入力側と当該入力側と反対側の出力側との間に流れる電流を検出するセンサ部電流検出部（２３〜４３）と、通常の電流を消費する通常モード、もしくは前記物理量検出部で検出された検出結果に基づいた応答信号を出力した後に前記通常モードより消費電流の少ないスリープモードに移行する応答モードのいずれに移行するか否かを判定するセンサ部制御部（２６〜４６）を有し、
前記複数のセンサ部におけるそれぞれの前記センサ部制御部は、前記電流検出部で検出された電流が第１閾値未満であって判定時のモードが通常モードである場合に前記応答モードに移行し、
前記マスタ装置は、前記複数のセンサ部が前記スリープモードになることで前記マスタ装置電流検出部に流れる電流が所定の閾値未満となった場合、ウェイクアップ信号を出力することで前記複数のセンサ部を前記通常モードに移行させることを特徴とする電力通信装置。
前記第１閾値は、前記センサ部の１つで消費される電流と等しくされていることを特徴とする請求項１に記載の電力通信装置。
前記複数のセンサ部におけるそれぞれの前記センサ部制御部は、それぞれの前記電流検出部で検出された検出結果が前記第１閾値より大きい第２閾値以上である場合、前記スリープモードに以降し、前記スリープモードに以降した後に前記電流検出部で検出された検出結果が前記第１閾値以上であって前記第２閾値未満となった場合、前記通常モードに以降することを特徴とする請求項１または２に記載の電力通信装置。
前記第２閾値は、前記センサ部の１つで消費される電流の２倍と等しくされていることを特徴とする請求項３に記載の電力通信装置。