JP2008072168A

JP2008072168A - ワンワイヤ通信のモニタ回路

Info

Publication number: JP2008072168A
Application number: JP2006246330A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Kinoshita; 健一木下
Original assignee: Denso Ten Ltd
Current assignee: Denso Ten Ltd
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】極めて簡単な回路で容易に故障源を特定することのできるワンワイヤ通信のモニタ回路を提供する。
【解決手段】半二重通信方式により複数の通信手段と夫々相互接続される単一の通信線５１の間に接続され、前記通信線で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ端子７３、７４を備え、送信側のモニタ端子７３（７４）に伝送される能動信号レベルを保持するとともに受信側のモニタ端子７４（７３）に伝送前の非能動信号レベルを保持するレベル保持回路７１と、当該能動信号レベルを送信側から受信側に伝達する信号伝達回路７２を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、半二重通信方式により複数の通信手段と夫々相互接続される単一の通信線の間に接続され、前記通信線で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ端子を備えたワンワイヤ通信のモニタ回路に関する。

従来から、制御装置間での情報の送受信に半二重通信方式を採用したワンワイヤ通信回路が広く用いられている。例えば、車両に搭載される各種電子制御システムでは、車載ネットワーク階層の最下層をカバーする技術として、車体のボディシェルを共通のグランドとして利用する単一コンダクタのワイヤーオア型のバスで構成されたＬＩＮ（ｌｏｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｎｅｔｗｏｒｋ）が採用されている。

具体的には、図１に示すように、ＣＰＵ２ａ、２ｂを備える各通信手段１ａ、１ｂの間に単一の通信線３が接続され、各通信手段により抵抗Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを介して電源電圧Ｅａ、Ｅｂにプルアップされる通信線がＣＰＵの入力ポートＩＮ１ａ、ＩＮ１ｂに接続されるとともに、ダイオードＤ１ａ、Ｄ１ｂを介して送信ポートＯＵＴ１ａ、ＯＵＴ１ｂに接続され、負論理、つまり、ローレベルを能動信号レベルとし、ハイレベルを非能動信号レベルとして信号が半二重で送受信される。

いずれか一方の通信手段の出力がローレベルとなれば、ダイオードＤ１ａ（Ｄ１ｂ）を介してプルアップ抵抗Ｒ１ａ（Ｒ１ｂ）に電流が流れ、通信線３はローレベルとなる。入力ポートＩＮ１ａ、ＩＮ１ｂとして割込み端子が使用されるときには、割込み処理により受信データの入力処理が行なわれる。

このようなワンワイヤ通信方式は、以下の特許文献に詳しく示されている。

特開２００５−１５９５３１号公報特開２００６−１４０７１０号公報

しかし、上述したワンワイヤ通信方式を採用したネットワークシステムで、複数の通信手段の何れかが故障したような場合、適切な修復作業を行なうためには先ず誤作動している通信手段を検出する必要があるが、通信線の波形をオシロスコープ等の波形観測装置でモニタしても、信号レベルが瞬時に変化するため、信号の発信側を特定するのは容易でない。

例えば、図２（ａ）に示すように、信号線３と各通信手段１ａ、１ｂの接続部に抵抗Ｒ３を接続して微小な電圧降下を検出することも考えられるが、この場合、同図（ｂ）に示すように、ハイレベルとローレベルの間で頻繁に変動する信号に対して微小な電圧降下Ｖ１を測定するのは非常に困難であり、また、接続される通信手段の数が増加すればそれだけ信号ロスが増加するという問題もあった。

このような故障解析は、専用の測定機器の整ったシステムの開発段階のみならず、十分な測定機器が準備されない市場に出荷した段階でも必要とされ、より容易に誤作動している通信手段を検出するための装置が必要とされていた。

本発明の目的は、上述した従来の問題に鑑み、極めて簡単な回路で容易に故障源を特定することのできるワンワイヤ通信のモニタ回路を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるワンワイヤ通信のモニタ回路の特徴構成は、半二重通信方式により複数の通信手段と夫々相互接続される単一の通信線の間に接続され、前記通信線で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ端子を備え、送信側のモニタ端子に伝送される能動信号レベルを保持するとともに受信側のモニタ端子に伝送前の非能動信号レベルを保持するレベル保持回路と、当該能動信号レベルを送信側から受信側に伝達する信号伝達回路を備えている点にある。

上述の構成によれば、信号伝達回路により能動信号レベルを送信側から受信側に伝達してシステムを稼動させながら、レベル保持回路により送信側のモニタ端子に伝送される能動信号レベルを保持するとともに受信側のモニタ端子に伝送前の非能動信号レベルを保持することにより、モニタ端子の電圧を容易にモニタすることができるようになる。

以上説明した通り、本発明によれば、極めて簡単な回路で容易に故障源を特定することのできるワンワイヤ通信のモニタ回路を提供することができるようになった。

以下に、本発明によるワンワイヤ通信のモニタ回路を説明する。

図３に示すように、車両の各部を電子制御するＣＰＵを備えた複数の電子制御装置２０（ＥＣＵ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｃｏｎｔｒｏｌｕｎｉｔ））が上位層のＣＡＮ３０（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）バスで接続され、さらに特定の電子制御装置２１に他の複数の電子制御装置４０と下位層のＬＩＮ５０（ｌｏｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｎｅｔｗｏｒｋ）を介してネットワーク接続されて車両の電子制御システム１０が構築されている。

ＬＩＮ５０は、半二重通信方式で信号を伝達する単一の通信線が電子制御装置間に相互接続され、車体のボディシェルが共通のグランドとして利用されるワンワイヤーオア型のバスで構成される。

図４に示すように、ＬＩＮ５０で接続される各電子制御装置４０（図４では４１及び４２とする）には、夫々ＣＰＵ４１１、４２１と受信回路４１２、４２２と送信回路４１３、４２３が設けられ、単一の通信線５１が送受信切替回路４１４、４２４を介して受信回路４１２、４２２と送信回路４１３、４２３に接続されている。

送受信切替回路４１４は、コレクタ端子が受信回路４１２に接続されるとともに抵抗Ｒ４１４ａを介して電源電圧Ｅ４１にプルアップされ、ベース端子が保護抵抗Ｒ４２４ｂを介して送信回路４１３に接続され、エミッタ端子が通信線５１に接続されたスイッチングトランジスタＴｒ４１４と、スイッチングトランジスタＴｒ４１４のエミッタにアノードが接続されカソードに送信回路４１３が接続されたダイオードＤ４１４で構成されている。

送受信切替回路４２４も送受信切替回路４１４と同様に構成されており、抵抗Ｒ４２４ａ、保護抵抗Ｒ４２４ｂ、スイッチングトランジスタＴｒ４２４、およびダイオードＤ４２４を備えて構成されている。

以下、図４に示す電子制御回路４１、４２の送受信動作について説明する。

両電子制御回路４１、４２共にデータ送信を行なっていない場合は、両電子制御回路４１、４２の送信回路４１３、４２３共にハイレベルであることから、通信線５１もハイレベルとなる。

送信回路４１３（４２３）がハイレベルである場合は、スイッチングトランジスタＴｒ４１４（Ｔｒ４２４）のベースエミッタ間に順方向バイアスがかかるため、スイッチングトランジスタＴｒ４１４（Ｔｒ４２４）は導通状態となる。つまり、両送信回路４１３、４２３共にハイレベルである場合は、両スイッチングトランジスタＴｒ４１４、Ｔｒ４２４共に導通状態となる。

しかし、上述の通り、通信線５１がハイレベルであるために、電源電圧Ｅ４１（Ｅ４２）から抵抗Ｒ４１４ａ（Ｒ４２４ａ）、スイッチングトランジスタＴｒ４１４（Ｔｒ４２４）を経由して通信線５１へは電流が殆ど流れることはなく、その結果、抵抗Ｒ４１４ａ（Ｒ４２４ａ）における電圧降下も小さくなって受信回路４１２（４２２）はハイレベルとなる。

一方、何れかの電子制御回路４０から送信を行なう場合、例えば電子制御回路４１から電子制御回路４２へデータ送信を行なう場合は、送信回路４１３がハイレベルからローレベルに遷移する。

送信回路４１３がローレベルに遷移すると、スイッチングトランジスタＴｒ４１４のベースエミッタ間に逆方向バイアスがかかるため、スイッチングトランジスタＴｒ４１４は遮断状態となる。

すると、通信線５１がハイレベル、送信回路４１３がローレベルであるために、ダイオードＤ４１４に順方向バイアスがかかり、電源電圧Ｅ４２からスイッチングトランジスタＴｒ４２４を経由して通信線５１に流れる電流が、ダイオードＤ４１４を通って送信回路４１３へ流れるので、通信線５１がハイレベルからローレベルに遷移する。

その結果、抵抗Ｒ４２４ａにおける電圧降下が大きくなって受信回路４２２はハイレベルからローレベルに遷移する。

なお、このとき送信回路４２３がハイレベルで通信線５１がローレベルであることから、ダイオードＤ４２４には逆方向バイアスがかかっており遮断されているので送信回路４２３がローレベルに遷移することはない。

データ送信が完了すると、送信回路４１３がローレベルからハイレベルに遷移して両電子制御回路４１、４２共にデータ送信を行なっていない状態となるので、受信回路４２２もローレベルからハイレベルに遷移する。

以上のように、ＬＩＮで接続される各電子制御装置４０は、データ送信側の信号レベルをローレベル（能動信号レベル）に変更して、前記能動信号レベルをデータ送信側の送信回路からデータ受信側の受信回路へ伝達している。

本発明に係るモニタ回路６０は、図３に示すように、ＬＩＮ５０の通信線５１と各電子制御装置２０、４０との間に接続され、後述のモニタ表示素子の点滅により信号の送信側と受信側が目視判断可能に構成されている。

つまり、モニタ回路６０は、図５に示すように、半二重通信方式により複数の通信手段と夫々相互接続される単一の通信線５１の間に接続され、通信線５１で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ表示素子Ｄ１、Ｄ２（ＬＥＤ）を備え、送信側の信号端子６３（６４）に伝送される信号伝達回路６１と、当該能動信号レベルを送信側から受信側に伝達する信号伝達回路６２を備えて構成されている。

詳述すると、前記信号伝達回路６１は、一対のＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２の一方の制御端子であるベースＴｒ１Ｂ（Ｔｒ２Ｂ）及び他方のシンク端子であるエミッタＴｒ２Ｅ（Ｔｒ１Ｅ）に送信側信号端子６３（６４）を接続するとともに、他方の制御端子であるベースＴｒ２Ｂ（Ｔｒ１Ｂ）及び一方のシンク端子であるエミッタＴｒ１Ｅ（Ｔｒ２Ｅ）に受信側信号端子６４（６３）を接続し、前記一対のスイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のソース端子であるコレクタＴｒ１Ｃ、Ｔｒ２Ｃを抵抗Ｒ１を介してソースである電源電圧Ｅ１に接続して構成され、前記信号伝達回路６２は、受信側信号端子６４（６３）に接続した制御端子であるベースＴｒ２Ｂ（Ｔｒ１Ｂ）と送信側信号端子６３（６４）に接続したシンク端子であるエミッタＴｒ２Ｅ（Ｔｒ１Ｅ）間に形成される電流パスで構成されている。

なお、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１のコレクタＴｒ１Ｃと抵抗Ｒ１の間、および、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ２のコレクタＴｒ２Ｃと抵抗Ｒ１の間には夫々、前記モニタ端子としての発光ダイオードＤ１、Ｄ２が設けられている。

以下、図５に示すモニタ回路６０が、ＬＩＮ５０の通信線５１と各電子制御装置との間に接続されている場合のデータ送受信について説明する。

データ送受信が行なわれていない場合は、信号端子６３、６４共にハイレベルであることから、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２のベース電位、エミッタ電位共にハイレベルとなるので、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２は遮断状態となる。つまり、電源電圧Ｅ１からＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１、Ｔｒ２へ電流が流れないので、発光ダイオードＤ１、Ｄ２共に点灯しない。

信号端子６４から信号端子６３へデータ送信が行なわれる場合は、信号端子６４が送信側信号端子、信号端子６３が受信側信号端子となり、送信側信号端子６４がハイレベルからローレベルに遷移する。

送信側信号端子６４がローレベルに遷移すると、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１のベースエミッタ間に順方向バイアスがかかるため、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１は導通状態となる。

すると、受信側信号端子６３からＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１のベース、エミッタを経由して送信側信号端子６４に電流が流れるので、受信側信号端子６３もハイレベルからローレベルに遷移する。

また、電源電圧Ｅ１からＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ１のコレクタ、エミッタを経由して送信側信号端子６４に電流が流れることから、送信側のモニタ端子としての発光ダイオードＤ１が点灯して信号端子６４から信号端子６３へデータ送信されていることが認識される。なお、ＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ２は遮断状態であることから受信側のモニタ端子としての発光ダイオードＤ２は点灯しない。

一方、信号端子６３から信号端子６４へデータ送信が行なわれる場合は、信号端子６３がローレベルへ遷移することでＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ２が導通状態となる。

すると、信号端子６４から信号端子６３および電圧電源Ｅ１からＮＰＮスイッチングトランジスタＴｒ２へ電流が流れるので、信号端子６４がローレベルへ遷移するとともに、この場合は送信側のモニタ端子となる発光ダイオードＤ２のみが点灯する。

上述の構成によれば、一対のスイッチングトランジスタのうち、一方の制御端子と他方のシンク端子間に構成される２つの電流パスの何れに電流が流れるかによって信号の発信側が明らかになるので、図２に示す微小な電圧降下を検出することなく信号の発信側を容易に特定できる。

また、上述の信号伝達回路６２では、能動信号レベル（ローレベル）によりオン作動したスイッチングトランジスタＴｒ１（Ｔｒ２）のベースエミッタ間の電圧降下の影響により伝達信号レベルが約０．６Ｖ変動し、通信線５１の両端に接続された一対のモニタ回路６０により２倍の電圧変動が生じるため、雑音余裕度が低下する虞もある。このようなレベル変動を抑制したモニタ回路７０を以下に説明する。

図６に示すように、モニタ回路７０は、上述と同様、通信線５１で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ端子７３、７４を備え、送信側のモニタ端子７３（７４）に伝送される能動信号レベルを保持するとともに受信側のモニタ端子７４（７３）に伝送前の非能動信号レベルを保持するレベル保持回路７１と、当該能動信号レベルを送信側から受信側に伝達する信号伝達回路７２を備えて構成されている。

レベル保持回路７１は、一対の第一スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のシンク端子であるエミッタＴｒ３Ｅ、Ｔｒ４Ｅに送信側信号端子７５（７６）または受信側信号端子７６（７５）の何れかを夫々接続し、一方のソース端子であるコレクタＴｒ３Ｃと他方の制御端子であるベースＴｒ４Ｂを一方のモニタ端子７３に接続するとともに、他方のソース端子であるコレクタＴｒ４Ｃと一方の制御端子であるベースＴｒ３Ｂを他方のモニタ端子７４に接続し、両モニタ端子７３、７４を夫々抵抗Ｒ２、Ｒ３を介してソースＥ２に接続して構成される。

信号伝達回路７２は、さらに一対の第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の一方のシンク端子であるエミッタＴｒ５Ｅ（Ｔｒ６Ｅ）及び他方のソース端子であるコレクタＴｒ６Ｃ（Ｔｒ５Ｃ）に送信側信号端子７５（７６）を接続し、他方のシンク端子であるエミッタＴｒ６Ｅ（Ｔｒ５Ｅ）及び一方のソース端子であるコレクタＴｒ５Ｃ（Ｔｒ６Ｃ）に受信側信号端子７６（７５）を接続し、一方の制御端子であるベースＴｒ５Ｂ（Ｔｒ６Ｂ）を電圧遅延素子Ｄ３（Ｄ４）を介して一方のモニタ端子７３（７４）に接続するとともに、他方の制御端子であるベースＴｒ６Ｂ（Ｔｒ５Ｂ）を電圧遅延素子Ｄ４（Ｄ３）を介して他方のモニタ端子７４（７３）に接続して構成され、受信側信号端子７６（７５）に接続した一方のソース端子であるコレクタＴｒ５Ｃ（Ｔｒ６Ｃ）と送信側信号端子７５（７６）に接続した一方のシンク端子であるエミッタＴｒ５Ｅ（Ｔｒ６Ｅ）間に形成される電流パスで信号が伝達されるように構成される。

つまり、信号がハイレベルからローレベルに変化するとき、レベル保持回路７１は、信号電圧回路７２より早く動作する必要があり、電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４の電圧降下でこのタイミングを制御している。

以下、図６に示すモニタ回路７０が、ＬＩＮ５０の通信線５１と各電子制御装置との間に接続されている場合のデータ送受信について、図７（ａ）に示すレベル保持回路７１の動作および図７（ｂ）に示す信号伝達回路７２の動作を個別に説明した後、図６に示すモニタ回路７０の動作を説明する。

図７（ａ）に示すレベル保持回路７１について説明する。

データ送受信が行なわれていない場合は、信号端子７５、７６共にハイレベルであることから、第一スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４のエミッタ電位、ベース電位共にハイレベルとなり、第一スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は遮断状態となる。つまり、抵抗Ｒ２、Ｒ３に電流が流れることはないので、モニタ端子７３、７４はハイレベルとなる。

信号端子７６から信号端子７５へデータ送信が行なわれる場合は、信号端子７６がハイレベルからローレベルに遷移することから、第一スイッチングトランジスタＴｒ３が導通状態となって、送信側のモニタ端子としてのモニタ端子７３はハイレベルからローレベルに遷移する。逆に、信号端子７５から信号端子７６へデータ送信が行なわれる場合は、この場合における送信側のモニタ端子としてのモニタ端子７４がハイレベルからローレベルに遷移する。

つまり、レベル保持回路７１は、データ送受信方向に基づいてモニタ端子７３またはモニタ端子７４をローレベルに遷移させることで、データ送受信方向の確認を可能としている。ただし、図７（ａ）に示すようなレベル保持回路７１のみでは、両信号端子７５、７６間での信号伝達はできない。

そこで、信号伝達を行なうための回路として、図７（ｂ）に示す信号伝達回路７２について説明する。

データ送受信が行なわれていない場合は、信号端子７５、７６共にハイレベルであることから、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のエミッタ電位、ベース電位共にハイレベルとなり、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６は遮断状態となる。つまり、両信号端子７５、７６間に電流が流れることはなく、両信号端子７５、７６はハイレベルを維持する。

信号端子７６から信号端子７５へデータ送信が行なわれる場合は、信号端子７６がハイレベルからローレベルに遷移することから、ソースＥ２から電圧遅延素子Ｄ４を介して第二スイッチングトランジスタＴｒ６のベースエミッタ間に電流が流れるので、第二スイッチングトランジスタＴｒ６が導通状態となって、信号端子７５から信号端子７６へ電流が流れて、信号端子７５もローレベルに遷移する。

このとき、第二スイッチングトランジスタＴｒ５のベースコレクタ間がダイオードとして働くので、ソースＥ２から電圧遅延素子Ｄ３を介して第二スイッチングトランジスタＴｒ５のベースコレクタ間に電流が流れる。つまり、電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４の双方に電流が流れる。

信号端子７５から信号端子７６へデータ送信が行なわれる場合であっても、電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４の双方に電流が流れる。つまり、図７（ｂ）に示すような信号電圧回路７２のみでは、データ送受信方向に係わらず両方の電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４に電流が流れてしまうので、電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４を発光ダイオードとしてモニタ端子の代わりとして用いることができない。

そこで、以下に、図７（ａ）と図７（ｂ）を組み合わせた図６に示すモニタ回路７０について説明する。

データ送受信が行なわれていない場合は、信号端子７５、７６共にハイレベルを維持することから、第一スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４および第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のエミッタ電位とベース電位は共にハイレベルとなり、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６は遮断状態となる。つまり、両信号端子７５、７６間に電流が流れることはなく、両信号端子７５、７６はハイレベルを維持する。また、ソースＥ２から抵抗Ｒ２、Ｒ３へ電流が流れることもないので、モニタ端子７３、７４もハイレベルを維持する。

信号端子７６から信号端子７５へデータ通信が行なわれる場合は、信号端子７６がハイレベルからローレベルに遷移することから、第一スイッチングトランジスタＴｒ３と第二スイッチングトランジスタＴｒ６のベースエミッタ間に電流が流れる。

このとき、第二スイッチングトランジスタＴｒ６のベース電位は、電圧遅延素子Ｄ４による電圧降下分だけ低くなるので、ベース電位が低くならない第一スイッチングトランジスタＴｒ３の方が、第二スイッチングトランジスタＴｒ６よりも早く導通状態となる。

なお、抵抗Ｒ５の抵抗値は、抵抗Ｒ５による電圧降下が電圧遅延素子Ｄ４による電圧降下を超えない第一スイッチングトランジスタＴｒ３のベース電流が確保できるＴｒ３範囲で設定する。

第一スイッチングトランジスタＴｒ３が導通状態となると、送信側のモニタ端子としてのモニタ端子７３がローレベルとなり、また、第一スイッチングトランジスタＴｒ４と第二スイッチングトランジスタＴｒ５のベースが共にローレベルとなるので、第一スイッチングトランジスタＴｒ４と第二スイッチングトランジスタＴｒ５が導通状態となることはなくなる。

その後、第二スイッチングトランジスタＴｒ６が導通状態となって、信号端子７５から信号端子７６へ電流が流れて、信号端子７５もローレベルに遷移する。

なお、本動作の場合、抵抗Ｒ３による電圧降下によってモニタ端子７４がローレベルとならないように、モニタ端子７３のハイレベル領域を小さくしておくのが望ましい。

また、本動作においては、第二スイッチングトランジスタＴｒ５は導通状態とならないので電圧遅延素子Ｄ３に電流は流れず、第二スイッチングトランジスタＴｒ６は導通状態となるので電圧遅延素子Ｄ４に電流は流れる。

つまり、送信側信号端子７６の能動信号レベル（ローレベル）が受信側信号端子７５へ伝達されると共に、送信側のモニタ端子７３が能動信号レベル（ローレベル）、受信側のモニタ端子７４が非能動信号レベル（ハイレベル）に保持される。

信号端子７５から信号端子７６へデータ送信が行なわれる場合は、上述とは逆に、信号端子７５がローレベルへ遷移して、第一スイッチングトランジスタＴｒ４と第二スイッチングトランジスタＴｒ５が導通状態となり、且つ、第一スイッチングトランジスタＴｒ４が第二スイッチングトランジスタＴｒ５よりも早く導通状態となって、信号端子７６から信号端子７５へ電流が流れて、信号端子７６もローレベルに遷移する。

上述の構成によれば、電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４を用いて、第一スイッチングトランジスタＴｒ３、Ｔｒ４の遮断状態から導通状態への切替を第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の切替よりも早くさせることにより、第一スイッチングトランジスタＴｒ３（Ｔｒ４）の切替で送信側のモニタ端子を能動信号レベルに遷移させつつ、受信側のモニタ端子の能動信号レベルへの遷移を防止するので、モニタ端子の電圧を容易にモニタすることができる。

以下、別実施形態について説明する。

上述の実施形態では、電圧遅延素子がダイオードＤ３、Ｄ４である構成について説明したが、前記電圧遅延素子は、第二スイッチングトランジスタＴｒ５（Ｔｒ６）のスイッチングタイミングを第一スイッチングトランジスタＴｒ４（Ｔｒ３）のスイッチングタイミングより遅延させる抵抗またはコンデンサで構成されていてもよい。

前記電圧遅延素子が抵抗で構成されている場合は、図８（ａ）に示すように、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のベースとモニタ端子７３、７４間に抵抗Ｒ６、Ｒ８を接続し、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のベースと信号端子７５、７６間に抵抗Ｒ７、Ｒ９を接続して、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のベース電圧をこれらの抵抗で分圧することで、これらの抵抗を前記電圧遅延素子として機能させている。

前記電圧遅延素子がコンデンサで構成されている場合は、図８（ｂ）に示すように、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のベースとモニタ端子７３、７４間に抵抗Ｒ１０、Ｒ１１を接続し、第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６のベースと信号端子７５、７６間にコンデンサＣ１、Ｃ２を接続している。

動作としては、信号端子７５（７６）がハイレベルからローレベルに遷移したときに、ソースＥ２からの電流は、コンデンサＣ１（Ｃ２）に電荷が蓄積させるまでの間、第二スイッチングトランジスタＴｒ５（Ｔｒ６）ではなくコンデンサＣ１（Ｃ２）に流れるので、電荷蓄積時間分だけ第二スイッチングトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の導通状態への遷移を遅延させる。

上述の実施形態では、電圧遅延素子がダイオードＤ３、Ｄ４である構成について説明したが、ダイオードＤ３、Ｄ４が発光ダイオードで構成されていてもよい。

例えば、図６に示す回路構成で電圧遅延素子Ｄ３、Ｄ４を夫々発光ダイオードで構成した場合、信号端子７６から信号端子７５へデータ通信が行なわれる場合は、電圧遅延素子Ｄ３に電流は流れず電圧遅延素子Ｄ４に電流は流れる、つまり、電圧遅延素子Ｄ４のみが発光し、信号端子７５から信号端子７６へデータ送信が行なわれる場合は、逆に電圧遅延素子Ｄ３のみが発光するので、データ送受信方向を容易に特定することができる。

上述の実施形態では、抵抗Ｒ２、Ｒ３の抵抗値によっては両方のモニタ端子７３、７４がローレベルに遷移する可能性があるので、モニタ端子７３、７４の出力のハイレベル領域を小さくする必要があるが、図９に示すように、モニタ端子７３、７４のハイレベル領域を大きくとることができる構成であってもよい。

つまり、図６においては、ソースＥ２とモニタ端子７３（７４）、および、ソースＥ２と電圧遅延素子Ｄ３（Ｄ４）の間は、共通の抵抗Ｒ２（Ｒ３）のみで構成されていたが、図９においては、ソースＥ２とモニタ端子７３（７４）の間の抵抗Ｒ１４（Ｒ１５）、および、ソースＥ２と電圧遅延素子Ｄ３（Ｄ４）の間の抵抗Ｒ１２（Ｒ１３）によって夫々の経路が分離されている。

経路を分離することによって、モニタ端子７３、７４のハイレベル領域を大きく設定しても、分離した抵抗Ｒ１４、Ｒ１５の抵抗値を小さくすることで、モニタ端子７３、７４のローレベルへの遷移を回避することができる。

なお、経路を２つに分離しても、第一スイッチングトランジスタＴｒ３（Ｔｒ４）が導通状態となった場合に、第二スイッチングトランジスタＴｒ５（Ｔｒ６）のベースをローレベルとするために、ソースＥ２と電圧遅延素子Ｄ３（Ｄ４）の経路とソースＥ２とモニタ素子７３（７４）の経路が、ダイオードＤ５（Ｄ６）を介して接続されている。

動作としては、信号端子７６（７５）がローレベルに遷移して第一スイッチングトランジスタＴｒ３（Ｔｒ４）が導通状態となりモニタ端子７３（７４）がローレベルに遷移した場合において、その後、第二スイッチングトランジスタＴｒ６（Ｔｒ５）がローレベルに遷移しても、モニタ端子７４（７３）と電圧遅延素子Ｄ４（Ｄ３）が分離されているため、モニタ端子７４（７３）がローレベルに遷移することはない。

つまり、信号端子７６がローレベルに遷移した場合はモニタ端子７３のみがローレベルとなり、信号端子７５がローレベルに遷移した場合はモニタ端子７４のみたローレベルとなる。

上述の実施形態では、能動信号レベルがローレベルとして、非能動信号レベルがハイレベルとして設定されたワンワイヤ通信のモニタ回路について説明したが、能動信号レベルがハイレベルとして、非能動信号レベルがローレベルとして設定されたワンワイヤ通信のモニタ回路についても同様の技術思想に基づいて構成することができる。

例えば、マイナスの単電源電圧でシステムが構築される場合には、図１０に示すように、ｎｐｎトランジスタに代えてｐｎｐトランジスタを用いて構成することができる。

詳述すると、図１０に示す構成の場合、データ送受信が行われていない場合は、信号端子７５、７６共にローレベルを維持し、一方の信号端子７６（７５）から他方の信号端子７５（７６）へデータ通信が行なわれる場合は、一方の信号端子７６（７５）がローレベルからハイレベルに遷移して、ｐｎｐトランジスタである第一スイッチングトランジスタＴｒ３（Ｔｒ４）と第二スイッチングトランジスタＴｒ６（Ｔｒ５）のエミッタベース間に電流が流れる。

上述した実施形態は、本発明を実現する一実施例を説明するものであり、各部の具体的な回路構成は、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、構築するシステムに応じて適宜変更設計することが可能である。

ワンワイヤ通信回路の説明図（ａ）は、ワンワイヤ通信回路の通信線に抵抗を挿入した場合を示し、（ｂ）は、通信線に抵抗を挿入した場合と挿入しない場合の時間に対する通信線上の電圧を示す説明図電子制御システムの説明図ＬＩＮで接続された２つの電子制御装置の説明図一対のスイッチングトランジスタを用いたワンワイヤ通信のモニタ回路の説明図一対のスイッチングトランジスタを２つ用いたワンワイヤ通信のモニタ回路の説明図（ａ）は、レベル保持回路を示し、（ｂ）は、信号伝達回路を示す説明図（ａ）は、電圧遅延素子として抵抗を用いており、（ｂ）は、電圧遅延素子としてコンデンサを用いているワンワイヤ通信のモニタ回路の説明図ソースからモニタ端子および信号端子への経路を分離したワンワイヤ通信のモニタ回路の説明図能動信号レベルをハイレベルとしたワンワイヤ通信のモニタ回路の説明図

符号の説明

１０：電子制御システム
２０：電子制御装置
３０：ＣＡＮ
４０：電子制御装置
５０：ＬＩＮ
５１：通信線
６０：モニタ回路
６１：信号伝達回路
６２：信号伝達回路
６３：モニタ端子
６４：モニタ端子
６５：信号端子
６６：信号端子
７０：モニタ回路
７１：レベル保持回路
７２：信号伝達回路
７３：モニタ端子
７４：モニタ端子
７５：信号端子
７６：信号端子
Ｄ３：電圧遅延素子
Ｄ４：電圧遅延素子
Ｅ２：ソース
Ｔｒ１：スイッチングトランジスタ
Ｔｒ２：スイッチングトランジスタ
Ｔｒ３：第一スイッチングトランジスタ
Ｔｒ４：第一スイッチングトランジスタ
Ｔｒ５：第二スイッチングトランジスタ
Ｔｒ６：第二スイッチングトランジスタ

Claims

半二重通信方式により複数の通信手段と夫々相互接続される単一の通信線の間に接続され、前記通信線で伝送される信号の送信側または受信側を識別する一対のモニタ端子を備え、送信側のモニタ端子に伝送される能動信号レベルを保持するとともに受信側のモニタ端子に伝送前の非能動信号レベルを保持するレベル保持回路と、当該能動信号レベルを送信側から受信側に伝達する信号伝達回路を備えているワンワイヤ通信のモニタ回路。
前記レベル保持回路は、一対のスイッチングトランジスタの一方の制御端子及び他方のシンク端子に送信側信号端子を接続するとともに、他方の制御端子及び一方のシンク端子に受信側信号端子を接続し、前記一対のスイッチングトランジスタのソース端子を抵抗を介してソースに接続して構成され、前記信号伝達回路は、受信側信号端子に接続した制御端子と送信側信号端子に接続したシンク端子間に形成される電流パスで構成されている請求項１記載のワンワイヤ通信のモニタ回路。
前記レベル保持回路は、一対の第一スイッチングトランジスタのシンク端子に送信側信号端子または受信側信号端子の何れかを夫々接続し、一方のソース端子と他方の制御端子を一方のモニタ端子に接続するとともに、他方のソース端子と一方の制御端子を他方のモニタ端子に接続し、両モニタ端子を夫々抵抗を介してソースに接続して構成され、前記信号伝達回路は、さらに一対の第二スイッチングトランジスタの一方のシンク端子及び他方のソース端子に送信側信号端子を接続し、他方のシンク端子及び一方のソース端子に受信側信号端子を接続し、一方の制御端子を電圧遅延素子を介して一方のモニタ端子に接続するとともに、他方の制御端子を電圧遅延素子を介して他方のモニタ端子に接続して構成され、受信側信号端子に接続した一方のソース端子と送信側信号端子に接続した一方のシンク端子間に形成される電流パスで信号が伝達される請求項１記載のワンワイヤ通信のモニタ回路。
前記遅延素子は、第二スイッチングトランジスタのスイッチングタイミングを第一スイッチングトランジスタのスイッチングタイミングより遅延させる抵抗、コンデンサ、またはダイオードで構成されている請求項３記載のワンワイヤ通信のモニタ回路。
前記遅延素子が発光ダイオードで構成されている請求項３記載のワンワイヤ通信のモニタ回路。