JP2009159025A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】スレーブの故障やスレーブに係る通信経路の断線を特定することができ、かつ、配線の故障時であってもマスタとスレーブとの通信を継続する。
【解決手段】通常、マスタ１はスイッチＳＷＮ＝ＯＮ、スイッチＳＷＡ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＢ＝ＯＦＦとして通信を行い、故障判定部１０にて故障および断線は無いと判定すると、ＧＮＤラインを用いずに、ラインＡおよびラインＢによってマスタ１とスレーブ２との間で通信を行う。しかし、コンパレータＲｍＮの出力がＬｏｗであることを検出すると、マスタ１は通常の通信を停止し、ラインＡとＧＮＤラインとで構成される経路によってスレーブ２との間で通信を継続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、マスタとスレーブとの間で電流通信を行う通信システムに関する。

従来より、２線式で全２重通信を可能としたデータ伝送回路が、例えば特許文献１で提案されている。具体的に、特許文献１では、マスタとスレーブとの間を２本の回線で接続し、当該２本の回線を介して、マスタからデータを直流電圧に重畳し電圧信号としてスレーブに伝送する一方、スレーブからのデータをマスタへ電流信号として伝送する手法が提案されている。

すなわち、マスタとスレーブとで電源ラインと通信ラインとを共用し、少ない配線数で電源供給と通信機能を両立させる電流通信を行う。電流通信では、マスタがスレーブに電圧（電力）を供給し、スレーブが消費する電流の増減をスレーブの通信内容に応じて実施する。そして、マスタはスレーブで消費された電流値を検出し、当該電流値と閾値とを比較することでスレーブから送られた通信内容を解読する。
特開平６−６９９１１号公報

しかしながら、上記従来の技術では、電流通信において、複数のスレーブの内１箇所以上がショート故障によって壊れると、スレーブを経由する電流経路を使用した通信を全て阻害してしまう。そのため、配線がショートしているのか、どこのスレーブが壊れているのかが不明である。したがって、故障箇所の特定や故障部品の交換に多くの手間がかかってしまうという問題がある。

そこで、通信経路を多重とすることが考えられる。しかし、電流通信のメリットは、マスタとスレーブとで電源ラインと通信ラインとを共用し、少ない配線で低コストを実現できることである。したがって、通信経路を多重として配線を冗長としたのでは、電流通信のメリットを生かすことができない。

本発明は、上記点に鑑み、スレーブの故障やスレーブに係る通信経路の断線を特定することができ、かつ、配線の故障時であってもマスタとスレーブとの通信を継続することができる通信システム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、マスタ（１）とスレーブ（２）との間で、複数の配線（Ａ、Ｂ、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ）を介して電流通信を行うものであり、マスタおよびスレーブそれぞれのＧＮＤ（３）に接続されるマスタおよびスレーブに共通のＧＮＤラインを有する通信システムであって、マスタは、複数の配線それぞれとＧＮＤラインとの間に接続され、配線とＧＮＤラインとの間に電位差をそれぞれ生じさせる複数のＧＮＤ間電圧調整部（６、８、１６）と、各配線の間に接続され、一方の配線と他方の配線との間に電位差を生じさせる配線間電圧調整部（４、１４）と、ＧＮＤ間電圧調整部および配線間電圧調整部から電位差を生じさせているか否かの電位差情報と、各配線の電位を示す配線電位情報とを入力し、電位差情報と配線電位情報とに基づいて、スレーブおよび複数の配線のいずれかの故障を判定する故障判定部（１０）とを備え、複数の配線のうちいずれかが故障している場合、各電圧調整部によって、複数の配線のうち故障していない配線とＧＮＤラインとで構成される経路を形成し、当該経路によってマスタとスレーブとの間の通信を継続するようになっていることを特徴とする。

これによると、ＧＮＤ間電圧調整部および配線間電圧調整部の電位差情報および配線電位情報を判定するだけであるので、故障箇所を短時間で特定することができる。そして、複数の配線のうちいずれかが故障しても、故障していない配線とＧＮＤラインとを経由する通信経路が形成されるため、マスタとスレーブとの間の通信を継続することができる。

請求項２に記載の発明では、故障判定部にてスレーブおよび複数の配線のいずれかに故障は無いと判定された場合、ＧＮＤラインを用いずに、複数のＧＮＤ間電圧調整部および複数の配線によってマスタとスレーブとの間で通信を行うことができる。

請求項３に記載の発明のように、故障判定部にてスレーブおよび複数の配線のいずれかに故障は無いと判定された場合、ＧＮＤラインを用いずに通信を行うようになっており、通信高負荷時は２系統で通信を行うこともできる。

請求項４に記載の発明のように、配線間電圧調整部は、スレーブで消費された消費電流を検出する手段を備えており、消費電流の大きさに応じた電位差情報を生成するようになっていることを特徴とする。

このように、マスタは、スレーブで消費された消費電流から電位差情報を取得することにより、スレーブとの間における通信を行うことができる。この場合、マスタは、電位差情報に応じて通信経路を選択できる。

なお、上記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。

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、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る通信システムは、例えばセンサ等のスレーブと、センサ等の信号に基づいて一定の制御を行うＥＣＵ等のマスタで構成されるものであり、マスタおよびスレーブが例えば車両に搭載されて車両制御等に用いられる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る通信システムのブロック図である。この図に示されるように、通信システムにはマスタ１およびスレーブ２が備えられており、これらマスタ１とスレーブ２とが電流通信を行うため、ラインＡおよびラインＢの配線によって接続されている。また、マスタ１のＧＮＤ３とスレーブ２のＧＮＤ３は、図示しない共通のＧＮＤライン（車両におけるボデーアース等）によって接続されている。

ＧＮＤラインは通常時は通信に使用しないラインである。ここで、「通常時」とは、通信システムがラインＡとラインＢとを用いて最大のパフォーマンスができるときを指す。他方、「非通常時」とは、故障診断を行う場合やパフォーマンスを落として通信を行うときを指す。

ラインＡとラインＢとの間には、配線間電圧調整部４が接続されている。この配線間電圧調整部４は、スイッチＳＷＮ、一定電位ＶＮ、抵抗５、コンパレータＲｍＮを備えている。

スイッチＳＷＮは、ラインＡのうちマスタ１側に接続されている。当該スイッチＳＷＮに一定電位ＶＮおよび抵抗５が直接接続されており、抵抗５にラインＢのうちマスタ１側が接続されている。そして、一定電圧ＶＮと抵抗５との間の電位がコンパレータＲｍＮの一方の入力端子に入力される。スイッチＳＷＮがオンされると、ラインＡの電位は一定電位ＶＮとなる。

コンパレータＲｍＮの他方の入力端子には、基準電位（ｒｅｆ Ｎｍ）として例えばラインＢの電位が入力される。基準電位であれば、マスタ１内の回路で生成された一定電位であっても良い。これにより、コンパレータＲｍＮは抵抗５の両端の電位差、すなわち抵抗５の消費電流に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

また、マスタ１内には、ラインＡとＧＮＤ３との間に、ＧＮＤ間電圧調整部６が接続されている。ＧＮＤ間電圧調整部６は、スイッチＳＷＡ、一定電圧ＶＡ、抵抗７、コンパレータＲｍＡを備えている。スイッチＳＷＡ、一定電圧ＶＡ、抵抗７は直列接続されている。

一定電圧ＶＡと抵抗７との間の電位は、コンパレータＲｍＡの一方の入力端子に入力される。コンパレータＲｍＡの他方の入力端子には、例えばマスタ１内で生成された基準電位（ｒｅｆ Ａｍ）が入力される。これにより、コンパレータＲｍＡは抵抗７の消費電流に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

さらに、マスタ１内には、ラインＢとＧＮＤ３との間に、ＧＮＤ間電圧調整部８が接続されている。ＧＮＤ間電圧調整部８は、スイッチＳＷＢ、一定電圧ＶＢ、抵抗９、コンパレータＲｍＢを備えている。スイッチＳＷＢ、一定電圧ＶＢ、抵抗９は直列接続されている。

そして、一定電圧ＶＢと抵抗９との間の電位がコンパレータＲｍＢの一方の入力端子に入力され、コンパレータＲｍＢの他方の入力端子に例えばマスタ１内で生成された基準電位（ｒｅｆ Ｂｍ）が入力される。これにより、コンパレータＲｍＢは抵抗９の消費電流に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢは、例えばトランジスタによって構成され、マスタ１内に設けられた図示しない制御回路によって制御されるようになっている。また、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのオン／オフの状況およびコンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの各出力は、マスタ１内の故障判定部１０に入力される。

故障判定部１０は、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのオン／オフの状況、およびコンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの各出力を組み合わせることによって、スレーブ２が正常に機能しているか否かの故障診断や、ラインＡ、ラインＢの断線の診断を行うものである。

他方、スレーブ２内において、ラインＡとラインＢとの間には、トランジスタＴｓＮと抵抗１１とが直列接続されている。また、ラインＡのうちスレーブ２側はコンパレータＲｓＡの一方の入力端子に接続され、当該入力端子にラインＡの電位が入力されるようになっている。

コンパレータＲｓＡの他方の入力端子には、スレーブ２内で生成された基準電位（ｒｅｆ Ａｓ）、例えばＧＮＤ３の電位が入力される。これにより、コンパレータＲｓＡは、ＧＮＤ３の電位とラインＡとの電位差に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

また、スレーブ２内において、ラインＡとＧＮＤ３との間にトランジスタＴｓＡおよび抵抗１２が直列接続されている。トランジスタＴｓＡは、マスタ１とスレーブ２との間でラインＡとＧＮＤラインとで構成される経路を用いた電流通信を行う際に用いられる。

さらに、ラインＢのうちスレーブ２側はコンパレータＲｓＢの一方の入力端子に接続され、当該入力端子にラインＢの電位が入力されるようになっている。コンパレータＲｓＢの他方の入力端子には、スレーブ２内で生成された基準電位（ｒｅｆ Ｂｓ）、例えばＧＮＤ３の電位が入力される。これにより、コンパレータＲｓＢは、ＧＮＤ３の電位とラインＢとの電位差に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

コンパレータＲｓＡおよびコンパレータＲｓＢの出力は、スレーブ２内において、スレーブ２が取るべき動作のための判定材料に用いられる。

また、スレーブ２内において、ラインＢとＧＮＤ３との間にトランジスタＴｓＢおよび抵抗１３が直列接続されている。トランジスタＴｓＢは、マスタ１とスレーブ２との間でラインＢとＧＮＤラインとで構成される経路を用いた電流通信を行う際に用いられる。

以上が、本実施形態に係る通信システムの全体構成である。マスタ１内やスレーブ２内の上記各構成要素は例えばディスクリート部品としてマスタ１やスレーブ２に組み込まれたり、１つの回路基板にパッケージ化されてマスタ１やスレーブ２に組み込まれる。

次に、上記通信システムにおける作動および故障診断について、図を参照して説明する。図２は、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのオン／オフの状況およびコンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの各出力の組み合わせによる故障判定部１０の判定内容を示した表である。また、図３は、スレーブ２の動きを表で示したものである。

上記構成を有する通信システムでは、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのすべてがオフになっていると、通信は停止される。通常、マスタ１はスイッチＳＷＮ＝ＯＮ、スイッチＳＷＡ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＢ＝ＯＦＦとしてスレーブ２と通信を実施する。

この場合、故障判定部１０にて故障および断線は無いと判定されると、ＧＮＤラインを用いずに、ラインＡおよびラインＢによってマスタ１とスレーブ２との間で通信を行う。すなわち、スイッチＳＷＡおよびスイッチＳＷＢをオフすると共にスイッチＳＷＮをオンし、ラインＡおよびラインＢによって形成される経路を用いてマスタ１とスレーブ２との間で通常の通信を行う。

そして、マスタ１が通信途絶等を検出した場合、マスタ１は通常の通信を停止し、診断を実施する。すなわち、スレーブ２で電流が消費されていないためにコンパレータＲｍＮの出力がＬｏｗである場合、故障判定部１０は故障診断によって故障箇所を特定する。

具体的には、マスタ１の故障判定部１０によってスイッチＳＷＮ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＡ＝ＯＮ、スイッチＳＷＢ＝ＯＮとする。この場合、コンパレータＲｍＡで通信を受信すれば、ラインＡとラインＢは正常であると判定できる。このときには、ラインＡのみで通信を行うべく、スレーブ２においてトランジスタＴｓＡをオンし、トランジスタＴｓＢをオフすることで、ラインＡとＧＮＤラインとによって構成される経路により通信を行う。この際、ラインＢには電流が流れないため、コンパレータＲｍＢの出力はＬｏｗとなる。また、スレーブ２のトランジスタＴｓＮの故障の可能性も判定できる。

他方、コンパレータＲｍＡが通信途絶、若しくはコンパレータＲｍＢで通信を受信した場合、ラインＡが断線等の故障をしたと判定することができる。

また、スイッチＳＷＮ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＡ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＢ＝ＯＮとされ、コンパレータＲｍＢで通信を受信すればラインＢは正常であると判定できる。この場合、ラインＢのみで通信を行うべく、スレーブ２においてトランジスタＴｓＡをオフし、トランジスタＴｓＢをオンすることで、ラインＢとＧＮＤラインとによって構成される経路により通信を行う。この際、ラインＡには電流が流れないため、コンパレータＲｍＡの出力はＬｏｗとなる。

そして、コンパレータＲｍＢが通信途絶であった場合はラインＢが故障していると判定でき、コンパレータＲｍＡで信号を受信した場合はラインＡが故障していると判定できる。

なお、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのオン／オフの状況は、本発明の電位差情報に相当する。また、コンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの各出力は、本発明の配線電位情報に相当する。

スレーブ２は、コンパレータＲｓＡおよびコンパレータＲｓＢの出力の組み合わせによって、ラインＡおよびラインＢのうちのいずれかを用いて通信を実施する。具体的には、図３に示されるように、コンパレータＲｓＡの出力がＨｉ、コンパレータＲｓＢの出力がＬｏｗの場合にトランジスタＴｓＮをオンして、ＧＮＤラインを用いずに、ラインＡおよびラインＢを用いた通常時の通信を行う。

他方、コンパレータＲｓＡの出力がＨｉ、コンパレータＲｓＢの出力がＨｉの場合、例えばラインＢが故障している可能性がある。したがって、ラインＡとＧＮＤラインとで構成される経路によって通信すべく、スレーブ２はトランジスタＴｓＡをオンし、トランジスタＴｓＢをオフして、ラインＡおよびＧＮＤラインを用いた通信を可能とする。

また、コンパレータＲｓＡの出力がＬｏｗ、コンパレータＲｓＢの出力がＨｉの場合、例えばラインＡが故障している可能性がある。したがって、ラインＢとＧＮＤラインとで構成される経路によって通信すべく、スレーブ２はトランジスタＴｓＡをオフし、トランジスタＴｓＢをオンして、ラインＢおよびＧＮＤラインを用いた通信を可能とする。

なお、コンパレータＲｓＡの出力がＬｏｗ、コンパレータＲｓＢの出力がＬｏｗの場合は、通常時の通信であるが、スレーブ２は通信が停止していると判定する。

上記のようにして、故障判定部１０によって故障が発見された場合、マスタ１が故障を発見の結果を保持する場合や外部にダイアグを出す。これにより、通信システムにおいて、ラインＡ、ラインＢ、スレーブ２のうちどの部品が故障しているかを検査する必要もなく、部品交換を容易に行うことができる。

また、ラインＡやラインＢの故障が発見された場合、ラインＡおよびラインＢのうち故障していない配線とＧＮＤラインとで構成される経路が形成され、当該経路によってマスタ１とスレーブ２との間で電流通信が継続される。

以上説明したように、本実施形態では、通常時は２線以上、すなわちラインＡおよびラインＢを使用し信頼性の高い電流通信を実施し、故障判定部１０によって故障診断を行ってスレーブ２、ラインＡ等の異常を検出した場合には、通常時に使用していなかった第３の配線、すなわちＧＮＤラインを使用し、スレーブ２との間でデータ送受信の継続を目的とした通信を実施することが特徴となっている。

これにより、通信機能全部を冗長にせず、マスタ１、スレーブ２共に２系統以上のスイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢを持つことで通信機能の冗長・高信頼性を実現することができる。故障診断を行う場合、スイッチＳＷＮ、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢのオン／オフの状況およびコンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの各出力の組み合わせで故障判定を行うだけであるので、故障箇所を短時間で特定することができる。そして、配線等に故障が生じていたとしても、ＧＮＤラインを用いた通信経路の形成によって、マスタ１とスレーブ２との間の通信を継続することができる。

また、マスタ１とスレーブ２との間を接続する配線は、ラインＡ、ラインＢ、およびＧＮＤラインのみであるので、配線コストの上昇なく、冗長通信対応できる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。第１実施形態では、マスタ１とスレーブ２とが一対一の通信システムについて説明したが、本実施形態では、マスタ１とスレーブ２とが一対多の通信システムであることが特徴となっている。

図４は、本実施形態に係る通信システムのブロック図である。この図に示されるように、一つのマスタ１に対してラインＡおよびラインＢがそれぞれ分岐して複数のスレーブ２に接続されている。各スレーブ２の構成は図１に示されるものと同様である。

本実施形態では、各スレーブ２の通信が干渉しないように、マスタ１とスレーブ２との間で例えば時間分割通信を行う。

図５は、スイッチＳＷＡ、スイッチＳＷＢおよびコンパレータＲｍＮ、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢの組み合わせによる故障判定部１０の判定内容を表として表した図である。本実施形態のように、マスタ１が複数のスレーブ２と通信する場合においても、マスタ１とスレーブ２とが一対一通信する場合と同じ故障判定が行われる。

そして、スイッチＳＷＮ＝ＯＮ、スイッチＳＷＡ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＢ＝ＯＦＦとされ、マスタ１が複数のスレーブ２と時間分割通信を実施している場合、複数のスレーブ２のうちのスレーブＸが正常で、コンパレータＲｍＮの出力により複数のスレーブ２のうちのスレーブＮの通信途絶を検出すれば、スレーブＸ以外のスレーブＮの故障か、またはスレーブＮに繋がるラインＡおよびラインＢのいずれかが故障していると判定できる。

また、スイッチＳＷＮ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＡ＝ＯＮ、スイッチＳＷＢ＝ＯＮとされている場合、コンパレータＲｍＡの出力により、スレーブＮの通信途絶を検出すれば、スレーブＮに繋がるラインＡおよびラインＢのいずれかが故障していると判定できる。さらに、コンパレータＲｍＢの出力により、スレーブＮのみ通信が可能であれば、スレーブＮに繋がるラインＡが故障していると判定できる。

スイッチＳＷＮ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＡ＝ＯＦＦ、スイッチＳＷＢ＝ＯＮとされている場合、コンパレータＲｍＢの出力により、スレーブＮの通信途絶を検出すれば、スレーブＮに繋がるラインＢが故障していると判定できる。また、コンパレータＲｍＡの出力により、スレーブＮのみ通信が可能であれば、スレーブＮに繋がるラインＡが故障していると判定できる。

以上のように、一対多の通信においても、いずれかのスレーブ２や各スレーブ２に接続されるラインＡおよびラインＢのいずれかの故障を判定することができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、一本の通信線が複数に分岐した通信線を用いることが特徴となっている。

図６は、本実施形態に係る通信システムのブロック図である。この図に示されるように、ラインＢ０が分岐してラインＢ１、ラインＢ２とされている。これにより、マスタ１と複数のスレーブ２との間で、ラインＡ、ラインＢ０、ラインＢ１を用いた経路が形成され、複数のスレーブ２のうちのスレーブ１とマスタ１との間の通信が可能となる。

ラインＢ１は、スレーブ２のうちスレーブ１のコンパレータＲｓＢに接続され、ラインＢ２は、スレーブ２のうちスレーブ２のコンパレータＲｓＡに接続される。

また、ラインＢ０、ラインＢ２、ラインＣを用いた経路が形成され、複数のスレーブ２のうちのスレーブ２とマスタ１との間の通信が可能となる。

このような配線形態において、ラインＢ０と抵抗５との間とラインＣとの間に、配線間電圧調整部１４が接続されている。配線間電圧調整部１４は、スイッチＳＷ２Ｎ、一定電位Ｖ２Ｎ、抵抗１５、コンパレータＲｍＮ２を備えている。

スイッチＳＷ２ＮはラインＢ０に接続され、スイッチＳＷ２Ｎに一定電位Ｖ２Ｎおよび抵抗１５が直接接続されている。そして、一定電圧Ｖ２Ｎと抵抗１５との間の電位がコンパレータＲｍＮ２の一方の入力端子に入力される。スイッチＳＷ２Ｎがオンされると、ラインＢ０の電位は一定電位Ｖ２Ｎとなる。

コンパレータＲｍＮ２の他方の入力端子には、基準電位（ｒｅｆ Ｎ２ｍ）として例えばラインＣの電位が入力される。基準電位であれば、マスタ１内の回路で生成された一定電位であっても良い。これにより、コンパレータＲｍＮ２は抵抗１５の両端の電位差、すなわち抵抗１５の消費電流に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

また、マスタ１内には、ラインＣとＧＮＤ３との間に、ＧＮＤ間電圧調整部１６が接続されている。ＧＮＤ間電圧調整部１６は、スイッチＳＷＣ、一定電圧ＶＣ、および抵抗１７を備えている。スイッチＳＷＣ、一定電圧ＶＣ、抵抗１７は直列接続されている。

一定電圧ＶＣと抵抗１７との間の電位は、コンパレータＲｍＣの一方の入力端子に入力される。コンパレータＲｍＣの他方の入力端子には、例えばマスタ１内で生成された基準電位（ｒｅｆ Ｃｍ）が入力される。これにより、コンパレータＲｍＣは抵抗１７の消費電流に基づいてＨｉまたはＬｏｗの信号を出力する。

なお、図６に示されるスイッチＳＷ１Ｎ、一定電位Ｖ１Ｎ、コンパレータＲｍＮ１は、図１に示されるスイッチＳＷＮ、一定電位ＶＮ、コンパレータＲｍＮにそれぞれ対応している。また、コンパレータＲｍＮ１、コンパレータＲｍＮ２、コンパレータＲｍＡ、コンパレータＲｍＢ、コンパレータＲｍＣの出力は、それぞれ故障判定部に入力される。

図７は、本実施形態において、各スイッチおよび各コンパレータの組み合わせによる故障判定部１０の判定内容を表として表した図である。本実施形態のように、マスタ１が複数のスレーブ２と通信する場合においても、マスタ１とスレーブ２とが一対一通信する場合と同じ故障判定が行われる。

図７に示されるように、スイッチＳＷ１Ｎのみオンした場合、コンパレータＲｍＮ１で通信可能であれば、ラインＡ、ラインＢ１、ラインＢ０による経路によってスレーブ２のうちスレーブ１との通常通信が可能である。このような経路においてコンパレータＲｍＮ１の出力がＬｏｗの場合、当該経路のいずれかに故障があると判定することができる。

また、スイッチＳＷ２Ｎのみオンした場合、コンパレータＲｍＮ２で通信可能であれば、ラインＢ０、ラインＢ２、ラインＣによる経路によってスレーブ２のうちスレーブ２との通常通信が可能である。コンパレータＲｍＮ２の出力がＬｏｗの場合、当該経路のいずれかに故障があると判定することができる。

スイッチＳＷ１ＮおよびスイッチＳＷ２Ｎをオフし、ＧＮＤラインを用いて通信を行う回路形態であって、スイッチＳＷＡおよびスイッチＳＷＢのみをオンした場合、ラインＡ、ラインＢ１、ラインＢ０による経路にて通信を行うこととなる。この場合、コンパレータＲｍＡで通信可能であり、コンパレータＲｍＢの出力がＬｏｗであれば、ラインＡは正常であると判定できる。コンパレータＲｍＡの出力がＬｏｗであると、ラインＡが故障していると判定できる。

他方、コンパレータＲｍＢで通信可能であると、ラインＡが故障、ラインＢ０およびラインＢ１は正常であると判定でき、ラインＢ０、ラインＢ１、およびＧＮＤラインとで構成される経路にて通信を継続する。

スイッチＳＷＢのみオンした場合、上記のようにラインＢ０、ラインＢ１、およびＧＮＤラインとで構成される経路にて通信を行う。このため、コンパレータＲｍＡの出力はＬｏｗとなり、上記と同様に、ラインＢ０およびラインＢ１は正常であると判定される。

しかし、当該回路形態において、コンパレータＲｍＢの出力がＬｏｗとなると、ラインＢ０およびラインＢ１のうちいずれかが故障していると判定される。また、コンパレータＲｍＡによって通信が可能であると、ラインＡが故障していると判定できる。

そして、スイッチＳＷＢおよびスイッチＳＷＣのみをオンした場合、ラインＢ０、ラインＢ２、ラインＣによる経路にて通信を行うこととなる。この場合、コンパレータＲｍＢで通信可能であり、コンパレータＲｍＣの出力がＬｏｗであれば、ラインＢ０およびラインＢ２は正常であると判定できる。コンパレータＲｍＢの出力がＬｏｗであると、ラインＢ０およびラインＢ２のうちいずれかが故障していると判定できる。

また、スイッチＳＷＣのみをオンした場合、ラインＣおよびＧＮＤラインで構成される経路にて通信を行うこととなる。この場合、コンパレータＲｍＢの出力がＬｏｗとなれば、ラインＣは正常であると判定できる。しかし、コンパレータＲｍＣの出力がＬｏｗであると、ラインＣは故障していると判定される。他方、コンパレータＲｍＢにて通信が可能であると、ラインＢ０およびラインＢ２のうちいずれかが故障していると判定される。

以上のように、通信システムにスレーブ２が複数備えられ、ラインＢ０がラインＢ１とラインＢ２とに分岐している配線形態になっていても、各配線の故障の有無を判定することができる。

（他の実施形態）
マスタ１が故障診断を行う場合のタイミングとしては、上記各実施形態のように、通常の通信時の他、例えば通信システムに電源が供給されたとき、あらかじめマスタ１に設定された期間ごと、外部からマスタ１への操作等の各タイミングで故障診断を行っても良い。

上記各実施形態で示された配線間電圧調整部４、１４やＧＮＤ間電圧調整部６、８、１６の回路形態は一例を示すものであって、他の回路によって構成しても良い。

また、スレーブ２の数や配線の分岐についても、上記各実施形態で示したものは一例であって、通信システムを用いる状況に応じて適宜変更可能である。

上述のように、故障判定部１０にてスレーブ２および各ラインのいずれかに故障は無いと判定された場合、ＧＮＤラインを用いずに通信を行うが、通信高負荷時は２系統で通信を行うこともできる。

配線間電圧調整部４、１４は、スレーブで消費された消費電流を検出する手段を備えており、消費電流の大きさに応じた電位差情報を生成するものであれば、他の構成であっても構わない。すなわち、コンパレータＲｍＮやスイッチＳＷＮ等ではなく、他のもので配線間電圧調整部４、１４を構成しても良い。

本発明の第１実施形態に係る通信システムのブロック図である。 各スイッチおよび各コンパレータの組み合わせによる故障判定部の判定内容を表として表した図である。 スレーブの動きを表として示した図である。 本発明の第２実施形態に係る通信システムのブロック図である。 第２実施形態において、各スイッチおよび各コンパレータの組み合わせによる故障判定部の判定内容を表として表した図である。 本発明の第３実施形態に係る通信システムのブロック図である。 第３実施形態において、各スイッチおよび各コンパレータの組み合わせによる故障判定部の判定内容を表として表した図である。

符号の説明

１ マスタ
２ スレーブ
３ ＧＮＤ
４、１４ 配線間電圧調整部
６、８、１６ ＧＮＤ間電圧調整部
１０ 故障判定部
Ａ、Ｂ、Ｃ ライン

Claims (4)

1. マスタ（１）とスレーブ（２）との間で、複数の配線（Ａ、Ｂ、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ）を介して電流通信を行うものであり、前記マスタおよび前記スレーブそれぞれのＧＮＤ（３）に接続される前記マスタおよび前記スレーブに共通のＧＮＤラインを有する通信システムであって、
   前記マスタは、
   前記複数の配線それぞれと前記ＧＮＤラインとの間に接続され、前記配線と前記ＧＮＤラインとの間に電位差をそれぞれ生じさせる複数のＧＮＤ間電圧調整部（６、８、１６）と、
   前記各配線の間に接続され、一方の配線と他方の配線との間に電位差を生じさせる配線間電圧調整部（４、１４）と、
   前記ＧＮＤ間電圧調整部および前記配線間電圧調整部から前記電位差を生じさせているか否かの電位差情報と、前記各配線の電位を示す配線電位情報とを入力し、前記電位差情報と前記配線電位情報とに基づいて、前記スレーブおよび前記複数の配線のいずれかの故障を判定する故障判定部（１０）とを備え、
   前記複数の配線のうちいずれかが故障している場合、前記各電圧調整部によって、前記複数の配線のうち故障していない配線と前記ＧＮＤラインとで構成される経路を形成し、当該経路によって前記マスタと前記スレーブとの間の通信を継続するようになっていることを特徴とする通信システム。
2. 前記故障判定部にて前記スレーブおよび前記複数の配線のいずれかに故障は無いと判定された場合、前記ＧＮＤラインを用いずに、前記複数のＧＮＤ間電圧調整部および前記複数の配線によって前記マスタと前記スレーブとの間で通信を行うようになっていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記故障判定部にて前記スレーブおよび前記複数の配線のいずれかに故障は無いと判定された場合、前記ＧＮＤラインを用いずに通信を行うようになっており、通信高負荷時は２系統で通信を行うようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記配線間電圧調整部は、前記スレーブで消費された消費電流を検出する手段を備えており、前記消費電流の大きさに応じた電位差情報を生成するようになっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の通信システム。

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