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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kommunikationssystem,
bei dem eine Master- bzw. Hauptsteuerung mit einer Slave- bzw. Nebensteuerung,
die mit einer lokalen Vorrichtung verbunden ist, kommuniziert.
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In
den letzten Jahren wurden zahlreiche Sensoren an einem Fahrzeug
angebracht, um sehr viele Fahrzeuginformationen (z. B. eine Geschwindigkeit)
zu sammeln, um viele Funktionen des Fahrzeugs genau zu steuern.
Die Sensoren sind über
ein Kommunikationskabel mit einer Steuereinheit verbunden und tauschen
Informationen zwischen einander aus.
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Bei
einem herkömmlichen
Kommunikationssystem, das in 9 gezeigt
ist, ist eine Steuereinheit 112, die als eine Master-Steuerung
wirkt, über
einen Zündschalter 106 eines
Fahrzeugs mit einem positiven Anschluss einer Batterie 107 verbunden.
Ein negativer Anschluss der Batterie 107 ist mit einer Rahmenmasse
FG verbunden, d. h., der negative Anschluss der Batterie 107 ist
an einem Rahmen (d. h. einem Fahrgestell) des Fahrzeugs an Masse
gelegt. Eine Sensorvorrichtung 203, die als eine Slave-Steuerung
wirkt, ist über
ein Kommunikationskabel 111, das aus einem ersten und einem
zweiten Draht besteht, mit der Steuereinheit 112 verbunden. Ein
Sensor 202, der als eine lokale Vorrichtung wirkt, ist
mit der Sensorvorrichtung 203 verbunden.
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Die
Sensorvorrichtung 203 weist eine Stromversorgungsschaltung 203a,
eine Bestimmungsschaltung 203h und eine Kommunikationsschnittstellenschaltung 203i auf.
Das Kommunikationskabel 111 ist über einen ersten Eingangsanschluss
BA der Sensorvorrichtung 203 mit der Stromversorgungsschaltung 203a verbunden.
Das Kommunikationskabel 111 ist ferner über einen zweiten Eingangsanschluss
BB der Sensorvorrichtung 203 mit der Kommunikationsschnittstellenschaltung 203i verbunden.
Der erste und der zweite Draht des Kommunikationskabels 111 sind
mit dem ersten bzw. dem zweiten Eingangsanschluss BA bzw. BB verbunden.
Ein Ausgang der Stromversorgungsschaltung 203a ist über einen
ersten Ausgangsanschluss SA der Sensorvorrichtung 203 mit
einem positiven Anschluss 202g des Sensors 202 verbunden.
Ein negativer Anschluss 202h des Sensors 202 ist über einen
zweiten Ausgangsanschluss SB der Sensorvorrichtung 203 mit
einer Signalmasse SG der Sensorvorrichtung 203 verbunden.
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Wie
in 10 gezeigt ist, hat die Steuereinheit 112 zwei
Phasen, wobei eine derselben eine Zuführphase und die andere derselben
eine Kommunikationsphase ist. In der Zuführphase führt die Steuereinheit 112 der
Sensorvorrichtung 203 über
das Kommunikationskabel 111 eine erste Gleichspannung hinsichtlich
der Rahmenmasse FG zu. In der Kommunikationsphase wird die erste
Gleichspannung an dem Kommunikationskabel 111 geändert, so
dass die Steuereinheit 112 mit der Sensorvorrichtung 203 kommuniziert.
Genauer gesagt, sind in der Kommunikationsphase Spannungen an dem
ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 111 gepulst
und gegenphasig. Demgemäß sind Spannungen
bei dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Sensorvorrichtung 203 gepulst und
gegenphasig, wie in 10 gezeigt ist.
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Die
Stromversorgungsschaltung 203a der Sensorvorrichtung 203 erzeugt
aus der ersten Gleichspannung eine zweite Gleichspannung und führt die
zweite Gleichspannung dem Sensor 202 zu. Wie in 11 gezeigt
ist, wird in der Zuführphase
die zweite Gleichspannung hinsichtlich der Rahmenmasse FG zugeführt. In
der Kommunikationsphase variiert jedoch die zweite Gleichspannung
mit der ersten Gleichspannung und wird folglich hinsichtlich eines Potenzials,
das höher
als die Rahmenmasse FG ist, zugeführt. Die zweite Gleichspannung
wird ferner synchron mit der ersten Gleichspannung gepulst, derart,
dass Spannungen an dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss
SA, SB der Sensorvorrichtung 203 miteinander in Phase bzw.
phasengleich sind. Wenn Drähte,
die den Sensor 202 und die Sensorvorrichtung 203 verbinden,
lang sind oder der Sensor 202 aus linearen Leitern aufgebaut
ist, können
daher die Drähte
oder der Sensor 202 selbst als eine Antenne wirken und
ein Rauschen emittieren.
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Ein
Kommunikationssystem, das in der JP-A-2005-277546 offenbart ist,
ist entworfen, um die Emission eines Rauschens zu verhindern. Das
Kommunikationssystem weist eine Master-Steuerung, eine Slave-Steuerung
und ein Kommunikationskabel zum Verbinden der Master- und der Slave-Steuerung auf.
Die Slave-Steuerung ist mit einer Abschlussschaltung versehen. Die
Abschlussschaltung passt Impedanzen zwischen der Slave-Steuerung
und dem Kommunikationskabel ungeachtet eines Übergangs des Potenzials an
dem Kommunikationskabel an. Eine Impedanzfehlanpassung wird verhindert,
so dass ein Rauschen, das durch das Kommunikationskabel und die
Slave-Steuerung emittiert wird, reduziert werden kann.
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Bei
dem Kommunikationssystem, das in 9 gezeigt
ist, wird das Rauschen jedoch durch die Tatsache bewirkt, dass die
zweite Gleichspannung synchron mit der ersten Gleichspannung gepulst
ist, derart, dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Anschluss
SA, SB miteinander phasengleich sind. Kurz gesagt, die Impedanzfehlanpassung
bewirkt nicht das Rauschen in dem Kommunikationssystem, das in 9 gezeigt
ist. Die Abschlussschaltung, die in dem Kommunikationssystem, das
in der JP-A-2005-277546
offenbart ist, verwendet ist, kann daher das Rauschen in dem Kommunikationssystem,
das in 9 gezeigt ist, nicht reduzieren.
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Angesichts
des Problems, das im Vorhergehenden beschrieben ist, ist es eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommunikationssystem zu schaffen,
um ein Rauschen zu reduzieren, das durch eine Änderung einer Gleichspannung,
die einer lokalen Vorrichtung von einer Slave-Steuerung zugeführt wird,
bewirkt wird.
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Eine
Kommunikationsvorrichtung weist eine Master-Steuerung, eine Slave-Steuerung,
eine lokale Vorrichtung, die einen positiven und einen negativen Anschluss
hat und mit der Slave-Steuerung verbunden ist, und ein Kommunikationskabel,
das einen ersten und einen zweiten Draht hat und zwischen die Master-Steuerung
und die Slave-Steuerung
geschaltet ist, auf.
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Die
Master-Steuerung hat eine Zuführphase und
eine Kommunikationsphase. In der Zuführphase führt die Master-Steuerung der
Slave-Steuerung über
das Kommunika tionskabel eine erste Gleichspannung zu. In der Kommunikationsphase
kommuniziert die Master-Steuerung mit der Slave-Steuerung durch
ein Ändern
der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass Spannungen
an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels gegenphasig
sind.
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Die
Slave-Steuerung erzeugt aus der ersten Gleichspannung eine zweite
Gleichspannung und führt
die zweite Gleichspannung der lokalen Vorrichtung zu. Wenn die Master-Steuerung
und die Slave-Steuerung miteinander kommunizieren, ändert die
Slave-Steuerung die zweite Gleichspannung auf eine solche Art und
Weise, dass Spannungen an dem positiven und dem negativen Anschluss
der lokalen Vorrichtung gegenphasig sind und synchron mit der ersten
Gleichspannung variieren. Ein erstes elektrisches Feld, das durch
ein erstes Rauschen, das von der Seite des positiven Anschlusses
emittiert wird, bewirkt wird, ist daher gegenphasig zu einem zweiten
elektrischen Feld, das durch ein zweites Rauschen, das von der Seite
des negativen Anschlusses emittiert wird, bewirkt wird. Das erste
und das zweite elektrische Feld heben einander auf, so dass eine
Emission eines Rauschens von der lokalen Vorrichtung als Ganzes
reduziert werden kann.
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Die
vorhergehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erfolgt, offensichtlicher. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht eines Fahrzeugs, das mit einem Fußgängerschutzsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 eine
Teilexplosionsansicht des Fußgängerschutzsystems;
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3A und 3B eine
Längsquerschnittansicht
eines Berührungssensors,
der bei dem Fußgängerschutzsystem
verwendet ist, bzw. eine Querschnittansicht entlang einer Linie
IIIB-IIIB von 3A;
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4 ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm des Berührungssensors;
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5A und 5B eine
Längsquerschnittansicht
des Berührungssensors,
die zu einem Zeitpunkt, wenn ein Objekt mit dem Berührungssensor kollidiert,
betrachtet ist, bzw. eine Querschnittansicht entlang einer Linie
VB-VB von 5A;
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6 ein äquivalentes
Schaltungsdiagramm des Berührungssensors,
das zu einem Zeitpunkt, wenn das Objekt mit dem Berührungssensor
kollidiert, betrachtet ist;
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7 ein
Blockdiagramm des Fußgängerschutzsystems;
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8 eine
graphische Darstellung, die Spannungen bei einem Eingangs- und einem
Ausgangsanschluss einer Kollisionserfassungsschaltung, die bei dem
Fußgängerschutzsystem
verwendet ist, zeigt;
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9 ein
Blockdiagramm eines herkömmlichen
Kommunikationssystems;
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10 eine
graphische Darstellung, die Spannungen bei Eingangsanschlüssen einer
Sensorvorrichtung, die bei einem herkömmlichen Kommunikationssystem
verwendet ist, zeigt; und
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11 eine
graphische Darstellung, die Spannungen bei Ausgangsanschlüssen der
Sensorvorrichtung, die bei dem herkömmlichen Kommunikationssystem
verwendet ist, zeigt.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist ein Fußgängerschutzsystem 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung einen Fußgängerkollisionssensor 10,
ein Kommunikationskabel 11 mit einem Paar von einem ersten
und einem zweiten Draht, eine Steuereinheit 12, die als
eine Master-Steuerung wirkt, Airbag- bzw. Luftsack-Gasgeneratoren 13, 14 und
einen Säulenairbag 15 auf.
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Der
Kollisionssensor 10 ist nahe einem vorderen Stoßfänger 2 eines
Fahrzeugs eingebaut, um eine Kollision zwischen einem Fußgänger und
dem Stoßfänger 2 zu
erfassen. Der Kollisionssensor 10 gibt ein Erfassungsresultat,
das anzeigt, ob die Kollision auftritt, zu der Steuereinheit 12 aus.
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Die
Steuereinheit 12 führt
dem Kollisionssensor 10 über das Kommunikationskabel 11 eine Gleichspannung
zu. Es werden ferner über
das Kommunikationskabel 11 verschiedene Daten, die das
Erfassungsresultat aufweisen, zwischen dem Kollisionssensor 10 und
der Steuereinheit 12 ausgetauscht. Die Steuereinheit 12 ist
im Allgemeinen in der Mitte des Fahrzeugs angebracht und gibt gemäß dem Erfassungsresultat,
das von dem Kollisionssensor 10 empfangen wird, ein Zündsignal
zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus.
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Die
Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 sind nahe einer vorderen
Säule des
Fahrzeugs angebracht und blasen den Säulenairbag 15 ansprechend
auf das Zündsignal
auf. Der Säulenairbag 15 ist
ebenfalls nahe der vorderen Säule
des Fahrzeugs angebracht. Wenn der Säulenairbag 15 durch
die Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aufgeblasen wird,
entfaltet sich derselbe und breitet sich hin zu der Vorderseite
einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs aus, um den Fußgänger, der
durch den Stoßfänger 2 getroffen wird,
davor zu schützen,
durch die vordere Säule
getroffen zu werden.
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Wie
in 2 gezeigt ist, weist der Kollisionssensor 10 eine
Sensorträgerplatte 100,
einen faseroptischen Sensor 101, einen Berührungssensor 102, der
als eine lokale Vorrichtung wirkt, und eine Kollisionserfassungsschaltung 103,
die als eine Slave-Steuerung wirkt, auf. Die Trägerplatte 100 hat eine
annähernd
rechteckige Form und ist bei spielsweise aus einem Harz hergestellt.
Die Trägerplatte 100 trägt den faseroptischen
Sensor 101 und den Berührungssensor 102.
Wenn eine Stoßkraft
aufgrund der Kollision an den faseroptischen Sensor 101 angelegt
wird, verringert sich die Menge eines Lichts, das durch den faseroptischen
Sensor 101 gesendet wird. Ferner verringert sich der Widerstand
des Berührungssensors 102,
wenn die Stoßkraft
aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt wird.
Basierend auf sowohl der Menge eines Lichts, das durch den faseroptischen
Sensor 101 gesendet wird, als auch dem Widerstand des Berührungssensors 102 bestimmt
die Erfassungsschaltung 103, ob die Kollision zwischen
dem Fußgänger und
dem Stoßfänger 2 auftritt.
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Der
Stoßfänger 2 weist
eine Stoßfängerabdeckung 20 und
einen Stoßfängerdämpfer 21 auf. Der
Stoßfänger 2 ist
an einer Stoßfängerverstärkung 32 angebracht.
Die Stoßfängerverstärkung 32 ist
an äußersten
Enden von Seitenbaugliedern 30, 31 eines Rahmens
(d. h. eines Fahrgestells) des Fahrzeugs befestigt. Die Stoßfängerabdeckung 20 ist
durch den Stoßfängerdämpfer 21 an
der Stoßfängerverstärkung 32 befestigt.
Der faseroptische Sensor 101 und der Berührungssensor 102,
die durch die Trägerplatte 100 getragen
sind, sind zwischen dem Stoßfängerdämpfer 21 und
der Stoßfängerverstärkung 32 angeordnet.
Sowohl der faseroptische Sensor 101 als auch der Berührungssensor 102 sind
mit der Erfassungsschaltung 103 verbunden.
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Der
Berührungssensor 102 ist
im Folgenden unter Bezugnahme auf 3A–6 detailliert
beschrieben. Wie in 3A und 3B gezeigt
ist, weist der Berührungssensor 102 ein
elastisches Rohr 102a, das aus einem elektrisch isolierenden Material
hergestellt ist, und lineare Leiter 102b–102e, die
an einer inneren Wand des elastischen Rohrs 102a platziert
sind, auf. Die Leiter 102b–102e erstrecken sich
entlang der Lange des Rohrs 102a auf eine schraubenförmige Art
und Weise, um voneinander elektrisch getrennt zu sein. Genauer gesagt,
liegen die Leiter 102b, 102d bezüglich der
Mitte des Rohrs 102a einander gegenüber. Ebenso liegen die Leiter 102c, 102e bezüglich der
Mitte des Rohrs 102a einander gegenüber.
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Wie
in 4 gezeigt ist, sind die Leiter 102b, 102c an
einem Ende miteinander elektrisch verbunden, und die Leiter 102d, 102e sind
an einem Ende miteinander elektrisch verbunden. Die Leiter 102c, 102e sind
an dem anderen Ende über
einen Widerstand 102f miteinander verbunden. Die anderen
Enden der Leiter 102b, 102d dienen als ein positiver bzw.
ein negativer Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102.
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Wie
in 5A gezeigt ist, ist der Berührungssensor 102 an
einer Basis 4 (z. B. der Sensorträgerplatte 100), die
eine Steifigkeit aufweist, angebracht. Wenn ein Objekt 5 mit
dem Berührungssensor 102 kollidiert,
wird das Rohr 102a durch die Stoßkraft aufgrund der Kollision
verformt. Folglich, wie in 5B gezeigt
ist, sind die Leiter 102b, 102e miteinander elektrisch
kontaktiert, und die Leiter 102c, 102d sind miteinander
elektrisch kontaktiert. Wie in 6 gezeigt
ist, wird daher der Widerstand 102f kurzgeschlossen, und
der Widerstand zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des
Berührungssensors 102 ist
reduziert. Der Widerstand des Berührungssensors 102 verringert
sich daher, wenn die Stoßkraft
aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt
wird.
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Als
Nächstes
ist unter Bezugnahme auf 7 die Steuereinheit 12 detailliert
beschrieben. Wie in 7 gezeigt ist, ist die Steuereinheit 12 über einen
Zündschalter 6 des
Fahrzeugs mit einem positiven Anschluss einer Batterie 7 verbunden
und derselben wird eine Batteriegleichspannung zugeführt. Ein
negativer Anschluss der Batterie 7 ist mit einer Rahmenmasse
FG verbunden, d. h. der negative Anschluss der Batterie 7 ist
an dem Rahmen des Fahrzeugs an Masse gelegt. Die Steuereinheit 12 ist
ferner mit beiden Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 verbunden.
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Die
Steuereinheit 12 hat zwei Phasen, wobei eine derselben
eine Zuführphase
und die andere derselben eine Kommunikationsphase ist. In der Zuführphase
führt die
Steuereinheit 12 dem Kollisionssensor 10 über das
Kommunikationskabel 11 eine erste Gleichspannung hinsichtlich
der Rahmenmasse FG zu. In der Kommunikationsphase ändert die
Steuereinheit 12 die erste Gleichspannung, um mit dem Kollisionssensor 10 zu
kommunizieren. Genauer gesagt, werden in der Kommunikationsphase
Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 geändert (z.
B. gepulst) und sind gegenphasig. Demgemäß werden Spannungen bei dem
ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Erfassungsschaltung 103 geändert und
sind gegenphasig, wie in 8 gezeigt ist. Die erste Gleichspannung
ist eine Spannungsdifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten
Eingangsanschluss BA, BB.
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Die
Steuereinheit 12 kommuniziert daher mit dem Kollisionssensor 10 und
empfängt
das Erfassungsresultat von dem Kollisionssensor 10. Die Steuereinheit 12 gibt
das Zündsignal
gemäß dem Erfassungsresultat
zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus.
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Die
Erfassungsschaltung 103 weist eine Stromversorgungsschaltung 103a,
eine Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b,
eine Spannungssteuerschaltung 103c, eine positivseitige
Konstantstromschaltung 103d, eine negativseitige Konstantstromschaltung 103e,
einen Differenzverstärker 103f,
eine Halteschaltung 103g, eine Bestimmungsschaltung 103h und
eine Kommunikationsschnittstellenschaltung 103i auf.
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Die
erste Gleichspannung, die dem Kollisionssensor 10 zugeführt wird,
lädt die
Stromversorgungsschaltung 103a der Erfassungsschaltung 103. Die
geladene Stromversorgungsschaltung 103a führt dem
Berührungssensor 102 und
jeder der inneren Schaltungen, einschließlich der Spannungssteuerschaltung 103c,
der Erfassungsschaltung eine zweite Gleichspannung zu. Die Stromversorgungsschaltung 103a hat
zwei Eingänge.
Ein Eingang der Stromversorgungsschaltung 103a ist über den
ersten Eingangsanschluss BA der Erfassungsschaltung 103 mit
dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden.
Der andere Eingang der Stromversorgungsschaltung 103a ist über den
zweiten Eingangsanschluss BB der Erfassungsschaltung 103 mit
dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden.
Ein Ausgang der Stromversorgungsschaltung 103a ist mit
jeder der inneren Schaltungen, einschließlich der Spannungssteuerschaltung 103c, verbunden.
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Die
Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b erfasst
eine Änderung
einer Spannung an dem Kommunikationskabel 11 und gibt ein
erstes Signal, das der Spannungsänderung
entspricht, aus. Die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bestimmt
ferner basierend auf der Spannungsänderung, ob die Kommunikation
zwischen dem Kollisionssensor 10 und der Steuereinheit 12 beendet
ist, und gibt ein zweites Signal, das dem Kommunikationsstatus entspricht,
aus. Ein Eingang der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ist über den
ersten Eingangsanschluss BA mit dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden. Zwei
Ausgänge
der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b sind
mit der Spannungssteuerschaltung 103c bzw. der Halteschaltung 103g verbunden.
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Die
Spannungssteuerschaltung 103c reduziert die zweite Gleichspannung,
die aus der Stromversorgungsschaltung 103a ausgegeben wird.
Die Spannungssteuerschaltung 103c ändert ferner die zweite Gleichspannung
synchron mit dem ersten Signal. Wie im Vorhergehenden beschrieben
ist, wird das erste Signal aus der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ausgegeben
und entspricht der Änderung
hinsichtlich der Spannung an dem Kommunikationskabel 11.
Die zweite Gleichspannung variiert daher synchron mit der ersten
Gleichspannung. Zwei Eingänge
der Spannungssteuerschaltung 103c sind mit den Ausgängen der
Stromversorgungsschaltung 103a bzw. der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b verbunden.
Ein Ausgang der Spannungssteuerschaltung 103c ist mit der
positivseitigen Konstantstromschaltung 103d verbunden.
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Die
positivseitige Konstantstromschaltung 103d hat einen Eingang,
der mit dem Ausgang der Spannungssteuerschaltung 103c verbunden
ist. Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d hat
einen Ausgang, der über
einen ersten Ausgangsanschluss SA mit dem positiven Anschluss 102g des Berührungssensors 102 verbunden
ist. Die positivseitige Konstantstromschaltung 103d versorgt
den positiven Anschluss 102g über den ersten Ausgangsanschluss
SA mit einem konstanten Strom.
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Die
negativseitige Konstantstromschaltung 103e hat einen Eingang,
der über
einen zweiten Ausgangsanschluss SB mit dem negativen Anschluss 102h des
Berührungssen sors 102 verbunden
ist. Die negativseitige Konstantstromschaltung 103e hat
einen Ausgang, der mit einer Signalmasse SG der Erfassungsschaltung 103 verbunden
ist. Die negativseitige Konstantstromschaltung 103e zieht über den zweiten
Ausgangsanschluss SB einen konstanten Strom aus dem negativen Anschluss 102h.
Die zweite Gleichspannung ist eine Spannungsdifferenz zwischen dem
ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss SA, SB.
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Der
Differenzverstärker 103f verstärkt die Differenz
hinsichtlich der Spannung zwischen dem positiven und dem negativen
Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102.
Zwei Eingänge
des Differenzverstärkers 103f sind über den
ersten und den zweiten Ausgangsanschluss SA, SB mit dem positiven
bzw. dem negativen Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 verbunden.
Ein Ausgang des Differenzverstärkers 103f ist
mit der Halteschaltung 103g verbunden.
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Die
Halteschaltung 103g hält
eine Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f gemäß dem zweiten
Signal. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, wird das zweite Signal
aus der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b ausgegeben
und entspricht dem Kommunikationsstatus zwischen dem Kollisionssensor 10 und
der Steuereinheit 12. Zwei Eingänge der Halteschaltung 103g sind
mit den Ausgängen
der Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bzw.
des Differenzverstärkers 103f verbunden.
Ein Ausgang der Halteschaltung 103g ist mit der Bestimmungsschaltung 103h verbunden.
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Die
Bestimmungsschaltung 103h ist gemäß Befehlsdaten, die von der
Steuereinheit 12 über
die Schnittstellenschaltung 103i empfangen werden, wirksam.
Die Bestimmungsschaltung 103h wandelt die Ausgangssignale
des faseroptischen Sensors 101 und der Halteschaltung 103g in
Erfassungsdaten um und gibt die Erfassungsdaten zu der Schnittstellenschaltung 103i aus.
Ein Eingang der Bestimmungsschaltung 103h ist mit dem Ausgang
der Halteschaltung 103g verbunden. Die Bestimmungsschaltung 103h hat
ferner einen optischen Eingang, einen optischen Ausgang und einen
Daten-Ein-/Ausgang.
Sowohl der optische Eingang als auch der optische Ausgang der Bestim mungsschaltung 103h sind
mit dem faseroptischen Sensor 101 verbunden. Der Daten-Ein-/Ausgang der
Bestimmungsschaltung 103h ist mit der Schnittstellenschaltung 103i verbunden.
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In
der Kommunikationsphase sendet die Steuereinheit 12 durch
ein Ändern
der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass die Spannungen
an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig
sind, ein Befehlssignal zu der Schnittstellenschaltung 103i. Die
Schnittstellenschaltung 103i wandelt das Befehlssignal
in die Befehlsdaten um und gibt die Befehlsdaten zu der Bestimmungsschaltung 103h aus. Die
Schnittstellenschaltung 103i sendet ferner die Erfassungsdaten,
die von der Bestimmungsschaltung 103h empfangen werden,
durch ein Ändern
der ersten Gleichspannung auf eine solche Art und Weise, dass die
Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig
sind, zu der Steuereinheit 12. Die Schnittstellenschaltung 103i hat
zwei Ein-/Ausgangsanschlüsse. Ein
Ein-/Ausgangsanschluss der Schnittstellenschaltung 103i ist über den
ersten Eingangsanschluss BA der Erfassungsschaltung 103 mit
dem ersten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden.
Der andere Ein-/Ausgangsanschluss der Schnittstellenschaltung 103i ist über den
zweiten Eingangsanschluss BB der Erfassungsschaltung 103 mit
dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 verbunden.
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Während des
Betriebs des Fußgängerschutzsystems 1 variieren
die Spannungen an den Anschlüssen
BA, BB, SA, SB der Erfassungsschaltung 103, wie in 8 gezeigt
ist. Wenn der Zündschalter 6 des
Fahrzeugs eingeschaltet wird, wird der Steuereinheit 12 die
Batteriespannung der Batterie 7 zugeführt und dieselbe startet ihren
Betrieb. Die Steuereinheit 12 führt der Kollisionserfassungsschaltung 103 des
Kollisionssensors 10 über
das Kommunikationskabel 11 die erste Gleichspannung zu.
Wie in 8 gezeigt ist, hat in der Zuführphase der erste Eingangsanschluss
BA eine Spannung Vsup, und der zweite Eingangsanschluss BB wird
die Rahmenmasse FG.
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Wenn
die Steuereinheit 12 der Kollisionserfassungsschaltung 103 die
erste Gleichspannung zuführt,
lädt die
erste Gleichspannung die Stromversorgungsschaltung 103a der
Kollisionserfassungsschaltung 103. Die geladene Stromversorgungsschaltung 103a führt den
inneren Schaltungen der Kollisionserfassungsschaltung 103 die
zweite Gleichspannung zu. Die Kollisionserfassungsschaltung 103 startet
daher einen Betrieb derselben. In der Kommunikationsphase wird die
erste Gleichspannung geändert,
so dass die Spannungen an dem ersten und dem zweiten Draht des Kommunikationskabels 11 gegenphasig
sind. Kurz gesagt, sind in der Kommunikationsphase die Spannungen
an dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss BA, BB der Erfassungsschaltung 103 gegenphasig.
Die Steuereinheit 12 und die Kollisionserfassungsschaltung 103 des
Kollisionssensors 10 kommunizieren daher miteinander und tauschen
verschiedene Daten, einschließlich
der Befehlsdaten und der Erfassungsdaten, zwischen einander aus.
Die Zuführ-
und die Kommunikationsphase werden während des Betriebs des Fußgängerschutzsystems 1 abwechselnd
wiederholt.
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Die
Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b gibt
das erste Signal, das der Änderung hinsichtlich
der Spannung an dem Kommunikationskabel 11 entspricht,
aus. Die Spannungssteuerschaltung 103c reduziert die zweite
Gleichspannung und bewirkt, dass die zweite Gleichspannung synchron mit
dem ersten Signal variiert. Die Ausgangsspannung der Spannungssteuerschaltung 103c ist über die
positivseitige Konstantstromschaltung 103d an den ersten
Ausgangsanschluss SA, der mit dem positiven Anschluss 102g des
Berührungssensors 102 verbunden
ist, angelegt. Wie in 8 gezeigt ist, ist daher die
Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA geringer als die Spannung
an dem ersten Eingangsanschluss BA. Ferner variiert die Spannung an
dem ersten Ausgangsanschluss SA synchron mit der Spannung an dem
ersten Eingangsanschluss BA, so dass die Spannungen an den Anschlüssen SA,
BA phasengleich sind.
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Die
positivseitige Konstantstromschaltung 103d führt den
Konstantstrom über
den ersten Ausgangsanschluss SA dem positiven Anschluss des Berührungssensors 102 zu.
Ferner zieht die negativseitige Konstantstromschaltung 103e über den
zweiten Ausgangsanschluss SB den konstanten Strom aus dem negativen
Anschluss des Berührungssensors 102.
Wie in 8 gezeigt ist, ist daher die Spannung an dem zweiten
Ausgangsanschluss SB geringer als die Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss
SA. Ferner ist die Spannung an dem zweiten Ausgangsanschluss SB
gegenphasig zu der Spannung an dem ersten Ausgangsanschluss SA.
Als ein Resultat sind die Spannungen an dem positiven und dem negativen
Anschluss 102g, 102h des Berührungssensors 102 gegenphasig
und variieren synchron mit den Spannungen an dem Kommunikationskabel 11.
Ein erstes elektrisches Feld, das durch ein erstes Rauschen, das
von der Seite des positiven Anschlusses 102g emittiert
wird, bewirkt wird, ist daher gegenphasig zu einem zweiten elektrischen
Feld, das durch ein zweites Rauschen, das von der Seite des negativen
Anschlusses 102h emittiert wird, bewirkt wird. Das erste
und das zweite elektrische Feld heben einander auf, so dass eine
Emission eines Rauschens von dem Berührungssensor 102 als
Ganzes reduziert werden kann.
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Der
Differenzverstärker 103f verstärkt die Spannung
zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des
Berührungssensors 102.
Wenn der Stoßfänger 2 mit
dem Fußgänger kollidiert,
wird der Berührungssensor 102 kurzgeschlossen,
so dass die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h annähernd null
wird. Als ein Resultat wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f ebenfalls annähernd null.
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Die
Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b bestimmt
basierend auf der Änderung
hinsichtlich der Spannung an dem Kommunikationskabel 11,
ob die Kommunikation zwischen dem Fußgängerkollisionssensor 10 und
der Steuereinheit 12 beendet ist. Dann gibt die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b das
zweite Signal, das dem Kommunikationsstatus entspricht, zu einem
Zeitpunkt t1, der in 8 gezeigt ist, zu der Halteschaltung 103g aus.
Ansprechend auf das zweite Signal erhält die Halteschaltung 103g die
Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f zu dem
Zeitpunkt t1 und hält
die erhaltene Ausgangsspannung während
der Kommunikationsphase, in der die zweite Gleichspannung variiert.
Bei einem solchen Lösungsansatz
kann die Änderung
des Widerstands des Berührungssensors 102 ungeachtet
der Tatsache, dass die zweite Gleichspannung variiert, sicher erfasst
werden.
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Die
Bestimmungsschaltung 103h ist gemäß den Befehlsdaten, die über die
Schnittstelleneinheit 103i von der Steuereinheit 12 empfangen
werden, in Betrieb. Die Bestimmungsschaltung 103h wandelt die
Ausgaben des faseroptischen Sensors 101 und der Halteschaltung 103g in
die Erfassungsdaten um und gibt die Erfassungsdaten zu der Schnittstellenschaltung 103i aus.
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Die
Schnittstellenschaltung 103i des Kollisionssensors 10 sendet
die Erfassungsdaten über
das Kommunikationskabel 11 zu der Steuereinheit 12. Die
Steuereinheit 12 bestimmt basierend auf den Erfassungsdaten,
ob die Kollision zwischen dem Stoßfänger 2 und dem Fußgänger auftritt.
Wenn die Steuereinheit 12 bestimmt, dass die Kollision
zwischen dem Stoßfänger 2 und
dem Fußgänger auftritt,
gibt die Steuereinheit 12 das Zündsignal zu den Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 aus.
Die Airbag-Gasgeneratoren 13, 14 blasen den Säulenairbag 15 ansprechend
auf das Zündsignal
auf. Das Fußgängerschutzsystem 1 schützt daher
den Fußgänger davor, durch
die vordere Säule
getroffen zu werden.
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Bei
dem Fußgängerschutzsystem 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel
arbeiten die Stromversorgungsschaltung 103a, die Spannungsänderungserfassungsschaltung 103b,
die Spannungssteuerschaltung 103c, die positivseitige Konstantstromschaltung 103d und
die negativseitige Konstantstromschaltung 103e zusammen,
so dass die Spannungen an dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h des
Berührungssensors 102 gegenphasig
sind und synchron mit den Spannungen an dem ersten und dem zweiten
Draht des Kommunikationskabels 11 variieren. Das erste
elektrische Feld, das durch das erste Rauschen, das von der Seite
des positiven Anschlusses 102g emittiert wird, bewirkt
wird, ist daher gegenphasig zu dem zweiten elektrischen Feld, das
durch das zweite Rauschen, das von der Seite des negativen Anschlusses 102h emittiert
wird, bewirkt wird. Das erste und das zweite elektrische Feld heben
einander auf, so dass die Emission eines Rauschens von dem Berührungssensor 102 als
Ganzes reduziert werden kann. Ebenso heben elektrische Felder, die
durch die linearen Leiter 102b–102e des Berührungssensors 102 bewirkt werden,
einander auf, so dass ein Rauschen, das von dem Berührungssensor 102 selbst
emittiert wird, reduziert werden kann. Die Kollision zwischen dem Stoßfänger 2 und
dem Fußgänger kann
daher sicher erfasst werden.
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Wenn
die Stoßkraft
aufgrund der Kollision an den Berührungssensor 102 angelegt
wird, wird der Berührungssensor 102 kurzgeschlossen,
so dass die Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h annähernd null
wird. Als ein Resultat wird die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f ebenfalls
annähernd
null. Da der Differenzverstärker 103f die
Spannung zwischen dem positiven und dem negativen Anschluss 102g, 102h verstärkt, kann
die Reduzierung hinsichtlich des Widerstands des Berührungssensors 102 sicher erfasst
werden.
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Die
Halteschaltung 103g erhält
die Ausgangsspannung des Differenzverstärkers 103f in der Zuführphase,
in der die zweite Gleichspannung konstant ist. Die Halteschaltung 103g hält die erhaltene Ausgangsspannung
während
der Kommunikationsphase, in der die zweite Gleichspannung variiert.
Bei einem solchen Lösungsansatz
kann die Änderung hinsichtlich
des Widerstands des Berührungssensors 102 ungeachtet
der Tatsache, dass die zweite Gleichspannung variiert, sicher erfasst
werden.
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Das
Ausführungsbeispiel,
das im Vorhergehenden beschrieben ist, kann auf verschiedene Weisen
modifiziert sein. Beispielsweise kann ein anderer Sensor als der
Berührungssensor 102 verwendet sein,
um die Stoßkraft
aufgrund der Kollision zu erfassen. Der Berührungssensor 102 kann
mit der Kollisionserfassungsschaltung 103 über einen
linearen Leiter, der wahrscheinlich als eine Antenne wirkt und ein
Rauschen emittiert, verbunden sein. Die vorliegende Erfindung kann
auf ein anderes System als das Fußgängerschutzsystem 1 angewandt
sein.
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Solche Änderungen
und Modifikationen sind als innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung,
wie er durch die beigefügten
Ansprüche definiert
ist, liegend zu verstehen.