JP2011010190A - 断線異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２本の通信線の電位差を用いた差動信号によって通信がなされる多重通信システムの断線異常を検出する装置において、誤検出を抑制して検出精度を向上させる。
【解決手段】本発明の断線検出回路３は、ＣＡＮ−Ｈの電位の異常（断線）によりハイ信号を出力するコンパレータ４１、ＣＡＮ−Ｌの電位の異常（断線）によりハイ信号を出力するコンパレータ４２、バス１０がレセッシブ状態でハイ信号を出力するＣＡＮレシーバ１５ａ、ＡＮＤ回路４３，４４を備えている。片側断線時には生じ得ないドミナント状態では、ＣＡＮレシーバ１５ａからロー信号が出力されることとなり、このためＡＮＤ回路４３，４４からマイコン１７への出力信号は必ずロー信号になる。つまり、ドミナント状態においては、マイコン１７において断線が判定されることがなく、このため誤判定を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、伝送路が２本の通信線からなる多重通信システムにおける断線異常を検出する断線異常検出装置に関する。

従来、２本の通信線からなる伝送路に複数の通信装置が接続され、その２本の通信線間の電位差を用いた差動信号によって複数の通信装置間で通信が行われる多重通信システムとして、例えば、車両に搭載されるＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）がよく知られている。

ＣＡＮでは、２本の通信線間に規定値（例えば０．９［Ｖ］以上）より大きい電位差がある優勢信号と、２本の通信線間の電位差が規定値未満（例えば０．５［Ｖ］未満）である劣勢信号とにより通信がなされる。優勢信号では、２本の通信線の電位が基準電位（例えば２．５［Ｖ］）に対しプラス側とマイナス側とにそれぞれ同じだけ（例えば１［Ｖ］づつ）振れる。劣勢信号では、２本の通信線の電位がともに基準電位となる。また、ＣＡＮでは、２本の通信線間に規定値以上の電位差がある状態をドミナント状態と言い、２本の通信線間の電位差が規定値未満の状態をレセッシブ状態と言う。

そして、このようなＣＡＮにおける伝送路の断線異常を検出する断線検出装置について、特許文献１に開示されている。特許文献１の断線検出装置は、具体的には、２本の通信線の平均電圧を検出し、その平均電圧が所定値以上変動した場合に断線と判定するようになっている。

ＣＡＮでは前述のように優勢信号と劣勢信号とで通信がなされ、このため２本の通信線の平均電圧は正常時では前述の基準電位（例えば２．５［Ｖ］）に一致することとなる。一方、断線が生じた場合、例えば２本の通信線の何れかに断線が生じた片側断線のような場合、その断線が生じた通信線の電位が他方の正常な通信線の電位に引っ張られ（この際、２本の通信線間の電位差が規定値未満であるレセッシブ状態となる）、２本の通信線の平均電圧も変動する。特許文献１の断線検出装置は、このような点を利用して、２本の通信線の平均電圧の変動から断線を判定するものである。尚、特許文献１の断線検出装置では、２本の通信線に直列に接続した２つの抵抗器を有するとともにその２つの抵抗器の間の電圧（即ち、２本の通信線の平均電圧）を検出する平均電圧検出回路と、平均電圧検出回路の出力波形を平滑化するローパスフィルタ（ＬＰＦ）と、ＬＰＦの出力電圧をアナログ・デジタル変換する（ＡＤＣ）と、ＡＤＣの出力値（即ち、２本の通信線の平均電圧）及び既知のオフセット電圧を比較して差分を演算し、平均電圧がオフセット電圧に対し所定値以上シフトしているか否かを判定して断線の有無を検出する断線情報保持回路とを備えている。

特開２００７−３０６２８９号公報

しかしながら、上記のようなＣＡＮでは、断線が生じていない正常時であっても、例えばノイズの影響で伝送路の電圧変動が生じる場合がある。
また、車両においては、例えばエアコンやパワーステアリングなどの大きな負荷電流を必要とするアクチュエータの動作によって電流変動が生じることがあり、これに起因して、伝送路に接続する通信装置においてグランド電位が０［Ｖ］よりも高電位になってしまういわゆるグランド浮きが生じる場合がある。

各通信装置は自身のグランド電位を基準にして信号（具体的には前述の優勢信号）を送出するため、グランド電位が複数の通信装置間でそもそも異なれば、ある通信装置が優勢信号を送出した際の伝送路の平均電圧と、他の通信装置が優勢信号を送出した際の伝送路の平均電圧とに差が生じてしまう。尚、優勢信号が送出されない間（換言すると、伝送路の信号が劣勢信号と認識される間）は、伝送路の平均電圧は、グランド浮きの問題に関係なく本来の基準電位（例えば２．５［Ｖ］）に落ち着くこととなる。そうすると、特にドミナント状態において、平均電圧の変動の問題は大きくなるとも言える。

このような点を鑑みると、上記特許文献１の断線検出装置では、断線が生じていない正常時であっても、ノイズの影響或いは上記のようなグランド浮きの影響により伝送路の平均電圧が変動してしまうことに起因して、正常であるにもかかわらず断線であると誤検出してしまうことが懸念される。

このような課題に加えて、車両への搭載性やコストの改善などは常に求められており、性能を低下させることなく構成をより簡素化することが望まれている。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、２本の通信線の電位差を用いた差動信号によって通信がなされる多重通信システムの断線異常を検出する断線異常検出装置において、誤検出を抑制して検出精度を向上させることをより簡単な構成で実現することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の請求項１に係る断線異常検出装置は、第１通信線と第２通信線とからなる伝送路に複数の通信装置が接続され、第１通信線と第２通信線との間の電位差を用いた差動信号によって複数の通信装置間で通信が行われる多重通信システムに用いられるものであり、判定手段と、無効化手段とを備えている。

判定手段は、第１通信線の電位及び第２通信線の電位に基づき、その第１通信線及び第２通信線の断線異常を判定する。
無効化手段は、第１通信線の電位と第２通信線の電位とを検出して比較し、両者の電位差が所定値以上の場合に判定手段の判定を無効にする。

第１通信線と第２通信線との間の電位差を用いた差動信号によって通信が行われる多重通信システムでは、第１通信線と第２通信線との何れか一方が断線したような片側断線時において、断線した通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られ、断線した側の通信線の電位は、本来予定されていない電位に変動してしまう。この点に鑑み、判定手段は、具体的には、第１通信線の電位及び第２通信線の電位の変動から断線異常を判定するように構成できる。

ところで、片側断線時は、前述のように断線した通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られ、第１通信線と第２通信線との間の電位差が所定値未満であるレセッシブ状態となる。断線が生じていない正常時では、ドミナント状態とレセッシブ状態との両方が存在するが、ドミナント状態では、［発明が解決しようとする課題］の欄で説明したように、ノイズやグランド浮きの問題により第１通信線及び第２通信線の電位が変動しやすい。

この点、本発明の断線異常検出装置では、第１通信線及び第２通信線の電位差が所定値以上の場合（即ちドミナント状態の場合）、無効化手段により判定手段の判定が無効にされるため、ドミナント状態時に生じやすい電圧変動（断線以外の原因に基づく電圧変動）によって断線異常と誤判定されてしまうことを抑制することができる。別の言い方をすれば、本発明の断線異常検出装置では、片側断線時に必ず生じる状態（レセッシブ状態）にて断線異常が判定され、片側断線時に生じない状態（ドミナント状態）では断線異常の判定が無効にされるため、誤判定がより効果的に抑制される。そして、第１通信線及び第２通信線の電位差が所定値以上の場合に判定手段の判定を無効にするという簡単な構成でそのような効果を実現できるため有利である。

そして、本願の請求項１に係る発明では、具体的には以下のような回路構成にすると良い。尚、以下の説明において記載する出力レベルとしてのハイレベル或いはローレベルは一例であり、回路の組み方によってそれぞれ逆の出力レベルも採用し得る。

即ち、本願の請求項２に係る発明では、請求項１の発明において、多重通信システムは、第１通信線の電位が基準電位に対しプラス側に振れ、第２通信線の電位が基準電位に対しマイナス側に振れるものであり、判定手段は、第１のコンパレータと、第２のコンパレータと、判定回路とを備えている。

第１のコンパレータは、第１通信線の電位と第１の比較電位とを比較し、その比較結果を出力する。
第２のコンパレータは、第２通信線の電位と第２の比較電位とを比較し、その比較結果を出力する。

判定回路は、第１のコンパレータの出力信号が少なくとも入力される第１の論理回路からの信号（以下、第１の信号と称す）と、第２のコンパレータの出力信号が少なくとも入力される第２の論理回路からの信号（以下、第２の信号と称す）とが入力されるように構成され、第１の信号の出力レベルに基づき第１通信線の断線異常を判定し、第２の信号の出力レベルに基づき第２通信線の断線異常を判定する。

また、無効化手段は、第３のコンパレータと、第１の論理回路と、第２の論理回路と、を備えている。
第３のコンパレータは、第１通信線の電位と第２通信線の電位とを検出して比較し、その比較結果を出力する。

第１の論理回路は、第１のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力されるように構成される。
第２の論理回路は、第２のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力されるように構成される。

このような本発明の作用について説明する。
まず、第１の比較電位は、第１通信線の電位が正常状態でとり得る範囲内の電位（仕様の範囲内の電位）の下限値としておく。第１通信線の電位は本来であれば第１の比較電位以下とはならないが、第１通信線に断線が生じてその第１通信線の電位が第２通信線の電位に引っ張られたならば（マイナス側に引っ張られたならば）、第１通信線の電位は第１の比較電位以下となり得る。第１のコンパレータは、第１通信線の電位が第１の比較電位以下となったことを検出して、異常を表す信号を出力する（例えばハイレベルの信号を出力し得る）。言い換えると、第１通信線に断線異常が生じたことを検出して異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）を出力するものである。

次に、第２の比較電位は、第２通信線の電位が正常状態でとり得る範囲内の電位（仕様の範囲内の電位）の上限値としておく。第２通信線の電位は本来であれば第２の比較電位以上とはならないが、第２通信線に断線が生じてその第２通信線の電位が第１通信線の電位に引っ張られたならば（プラス側に引っ張られたならば）、第２通信線の電位は第２の比較電位以上となり得る。第２のコンパレータは、第２通信線の電位が第２の比較電位以上となったことを検出して、異常を表す信号を出力する（例えばハイレベルの信号を出力し得る）。言い換えると、第２通信線に断線異常が生じたことを検出して異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）を出力するものである。

判定回路は、第１の論理回路を経由する、第１のコンパレータの出力信号に基づき第１通信線の断線異常を判定する。また、第２の論理回路を経由する、第２のコンパレータの出力信号に基づき第２通信線の断線異常を判定する。

ここで、第３のコンパレータが、第１通信線の電位と第２通信線の電位とを検出して比較し、その比較結果を出力する。その出力信号は第１の論理回路及び第２の論理回路に入力される。

即ち、第１の論理回路には、第１のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力され、第２の論理回路には、第２のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力される。

例えば、第１通信線に断線異常が生じた場合、第１のコンパレータから異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力されてその出力信号は第１の論理回路に入力される。また、第１通信線に断線異常が生じたことにより伝送路の状態はレセッシブ状態となり、第３のコンパレータからレセッシブ状態であることを表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力されてその出力信号は第１の論理回路に入力される。第１の論理回路の２つの入力系統には、第１のコンパレータからの異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）、及び第３のコンパレータからのレセッシブ状態であることを表す信号（例えばハイレベルの信号）が入力され、第１の論理回路からの論理積（ＡＮＤ）をとった出力信号（例えばこの場合、ハイレベルの信号）が判定回路に入力されるように構成し得る。判定回路は、第１の論理回路からの出力信号を受けて第１通信線の断線異常を判定する。つまり、判定回路は、伝送路の状態がレセッシブ状態の際に第１通信線の断線異常を判定（検出）する。

また、第２通信線に断線異常が生じた場合、第２のコンパレータから異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力されてその出力信号は第２の論理回路に入力される。また、第２通信線に断線異常が生じたことにより伝送路の状態はレセッシブ状態となり、第３のコンパレータからレセッシブ状態であることを表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力されてその出力信号は第２の論理回路に入力される。第２の論理回路の２つの入力系統には、第２のコンパレータからの異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）、及び第３のコンパレータからのレセッシブ状態であることを表す信号（例えばハイレベルの信号）が入力され、第２の論理回路からの論理積（ＡＮＤ）をとった出力信号（例えばこの場合、ハイレベルの信号）が判定回路に入力されるように構成し得る。判定回路は、第２の論理回路からの出力信号を受けて第２通信線の断線異常を判定する。つまり、判定回路は、伝送路の状態がレセッシブ状態の際に第２通信線の断線異常を判定（検出）する。

このようにして、第１通信線及び第２通信線のうち何れか一方が断線する片側断線が生じたような場合にはその断線異常が検出される。
次に、例えばドミナント状態において第１通信線の電位が第１の比較電位以下となったような場合について説明する。このような場合、前述のように第１のコンパレータから異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力され、その出力信号は第１の論理回路に入力される。

一方、第３のコンパレータからは、ドミナント状態であることによりドミナント状態であることを表す信号（例えばローレベルの信号）が出力され、その出力信号は第１の論理回路に入力される。

第１の論理回路の２つの入力系統には、第１のコンパレータからの異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）と、第３のコンパレータからのドミナント状態であることを表す信号（例えばローレベルの信号）とが入力され、第１の論理回路から論理積（ＡＮＤ）をとった信号（例えばこの場合、ローレベルの信号）が出力されるように構成し得る。

この場合、第１のコンパレータから出力される、異常を表す信号の出力レベルは、第１の論理回路を介してキャンセルされる。このため、判定回路においては、第１通信線の断線異常と判定されないようになる。

また、例えばドミナント状態において第２通信線の電位が第２の比較電位以上となったような場合も同様である。このような場合、前述のように第２のコンパレータから異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）が出力され、その出力信号は第２の論理回路に入力される。

一方、第３のコンパレータからは、ドミナント状態であることによりドミナント状態であることを表す信号（例えばローレベルの信号）が出力され、その出力信号は第２の論理回路に入力される。

第２の論理回路の２つの入力系統には、第２のコンパレータからの異常を表す信号（例えばハイレベルの信号）と、第３のコンパレータからのドミナント状態であることを表す信号（例えばローレベルの信号）とが入力され、第２の論理回路から論理積（ＡＮＤ）をとった信号（例えばこの場合、ローレベルの信号）が出力されるように構成し得る。

この場合、第２のコンパレータから出力される、異常を表す信号の出力レベルは、第２の論理回路を介してキャンセルされる。このため、判定回路においては、第２通信線の断線異常と判定されないようになる。

このような作用の利点（効果）について説明する。
例えば、断線以外の原因、即ちノイズやグランド浮きの問題によって、第１通信線の電位が第１の比較電位以下となる異常が生じたり第２通信線の電位が第２の比較電位以上となる異常が生じることも想定され、特にドミナント状態でこのような異常は生じやすい。本発明のように、ドミナント状態であることにより断線異常の判定が無効とされれば、上記のような、断線以外の原因による電位の変動に基づいて断線異常であると誤判定してしまうようなことを抑制できる。

別の見方では、第１通信線及び第２通信線の何れかが断線するような片側断線時は、断線した通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られてレセッシブ状態となるため、ドミナント状態かつ片側断線が生じた状態、というのは想定できないこととなる。つまり、ドミナント状態であるならば片側断線は発生しない（発生していない）ということが言える。或いは、ドミナント状態にて第１通信線の電位が第１の比較電位以下になったり第２通信線の電位が第２の比較電位以上になったりした場合というのは、やはり断線が原因ではないと言える。

従って、ドミナント状態では断線異常を判定しないという本願発明の断線異常検出装置によれば、不要な判定動作が生じることがなく、ひいては誤判定を抑制でき有効である。
また、本願の請求項１に係る発明では以下のように構成しても良い。

例えば請求項３では、請求項１の発明において、多重通信システムは、第１通信線の電位が基準電位に対しプラス側に振れ、第２通信線の電位が基準電位に対しマイナス側に振れるものであり、判定手段は、第１通信線の電位がその第１通信線について予め定められた第１の閾値以下か否かを判断し、その第１の閾値以下であると判断したならば第１通信線の断線異常と判定し、第２通信線の電位がその第２通信線について予め定められた第２の閾値以上か否かを判断し、その第２の閾値以上であると判断したならば第２通信線の断線異常と判定する。

第１の閾値は、前述の第１の比較電位と同趣旨である。また、第２の閾値は、前述の第２の比較電位と同趣旨である。
本発明では、第１通信線の電位が第１の閾値以下で、かつレセッシブ状態であれば、その第１通信線において断線異常が生じたと判定されることとなる。一方、第１通信線の電位が第１の閾値以下であっても、ドミナント状態の場合は断線異常の判定は無効にされる。

第２通信線についても同様である。第２通信線の電位が第２の閾値以上で、かつレセッシブ状態であれば、その第２通信線において断線異常が生じたと判定されることとなる。一方、第２通信線の電位が第２の閾値以上であっても、ドミナント状態の場合は断線異常の判定は無効にされる。

このように、ドミナント状態では断線異常の判定が無効にされる点において、前述のように有効である。
また、本願の請求項３に係る発明では、以下のように構成しても良い。

例えば請求項４では、請求項３の発明において、判定手段は、第１の検出手段と、第２の検出手段とを備えている。
第１の検出手段は、第１通信線の電位が第１の閾値よりも低くなったことを示す信号波形である第１の異常波形の発生を検出する。

第２の検出手段は、第２通信線の電位が第２の閾値よりも高くなったことを示す信号波形である第２の異常波形の発生を検出する。
そして、判定手段は、第１の検出手段により第１の異常波形が検出されたならば第１通信線の断線異常と判定し、第２の検出手段により第２の異常波形が検出されたならば第２通信線の断線異常と判定するようになっている。

本発明では、第１通信線の電位の異常及び第２通信線の電位の異常、ひいては第１通信線の断線及び第２通信線の断線を具体的に信号波形に基づき検出するが、ドミナント状態時に断線異常の判定が無効にされる点は前述した通りであり、その点において前述のように有効である。

また、本願の請求項４に係る発明では、以下のように構成しても良い。
例えば請求項５では、請求項４の発明において、第１の異常波形及び第２の異常波形はエッジ波形であり、判定手段は、第１の検出手段により第１の異常波形が所定回数検出されたならば第１通信線の断線異常と判定し、第２の検出手段により第２の異常波形が所定回数検出されたならば第２通信線の断線異常と判定するようになっている。

前述のように、多重通信システムにおいては、断線以外の原因（例えばノイズやグランド浮きの影響）により、第１通信線或いは第２通信線の電位にいわば突発的に異常が生じる場合がある。

本発明のように、異常波形としてのエッジ波形が所定回数検出された場合に断線異常と判定するような構成によれば、前述のようにノイズやグランド浮きの影響などで突発的に異常波形が発生した場合において断線異常と判定（誤判定）してしまうような事態を抑制することができる。

ところで、ＣＡＮでは、第１通信線と第２通信線とからなる伝送路としては、両端に終端回路が設けられた主伝送路としての幹線と、その幹線から分岐した複数の支線とからなり、各支線に通信装置が接続される。支線の片側断線が生じた場合には、断線が生じた通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られるとともに三角パルス状の信号波形が現れることが分かっている。

本発明は、その三角パルス状の信号波形のエッジ（三角の頂点）を検出して断線異常を判定するものである。即ち、支線の片側断線を検出することができる。
また、本願の請求項４に係る発明では、以下のように構成しても良い。

例えば請求項６では、請求項４の発明において、第１の異常波形及び第２の異常波形は方形のパルス波形であり、判定手段は、第１の検出手段により所定のパルス幅を有する第１の異常波形が検出されたならば、第１通信線の断線異常と判定し、第２の検出手段により所定のパルス幅を有する第２の異常波形が検出されたならば、第２通信線の断線異常と判定するようになっている。

ＣＡＮにおける幹線及び支線の構成は前述した通りである。そして、ＣＡＮにおいて、幹線の片側断線が生じた場合、通信装置からのフレームの送出に合わせ、そのフレーム１個分の間、断線が生じた通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られるような形で方形のパルス波形が現れることが分かっている。

本発明は、そのような方形のパルス波形を検出して断線異常を判定するものである。即ち、幹線の片側断線を検出することができる。そして、そのようなパルス波形として、所定のパルス幅（具体的には１フレーム分）を有するパルス波形を検出したことをもって断線異常と判定するようにすれば、ノイズやグランド浮きの影響などで突発的に異常波形が発生した場合において断線異常と判定（誤判定）してしまうような事態を抑制することができる。

そして、本発明は、請求項５の構成と請求項６の構成とを組み合わせて構成することもできる。
例えば請求項７の発明は、請求項４の発明において、第１の異常波形及び第２の異常波形は、エッジ波形或いは方形のパルス波形であり、判定手段は、第１の検出手段により、エッジ波形としての第１の異常波形が所定回数検出された場合、或いは、所定のパルス幅を有する、方形のパルス波形としての第１の異常波形が検出された場合に、第１通信線の断線異常と判定し、第２の検出手段により、エッジ波形としての第２の異常波形が所定回数検出された場合、或いは、所定のパルス幅を有する、方形のパルス波形としての第２の異常波形が検出された場合に、第２通信線の断線異常と判定するようになっている。

これによれば、請求項５，６について説明したのと同様の効果を得ることができる。
次に、請求項８の発明に係る断線異常検出装置は、第１通信線と第２通信線とからなる伝送路に複数の通信装置が接続され、第１通信線と第２通信線との間の電位差を用いた差動信号によって複数の通信装置間で通信が行われる多重通信システムに用いられる。第１通信線の電位は基準電位に対しプラス側に振れ、第２通信線の電位は基準電位に対しマイナス側に振れるものである。

具体的には、断線異常検出装置は、第１のコンパレータと、第２のコンパレータと、判定回路と、第３のコンパレータと、第１の論理回路と、第２の論理回路と、を備えている。

第１のコンパレータは、第１通信線の電位と第１の比較電位とを比較し、その比較結果を出力する。
第２のコンパレータは、第２通信線の電位と第２の比較電位とを比較し、その比較結果出力する。

判定回路は、第１の信号と第２の信号とが入力されるように構成され、第１の信号の出力レベルに基づき第１通信線の断線異常を判定し、第２の信号の出力レベルに基づき第２通信線の断線異常を判定する。

第３のコンパレータは、第１通信線の電位と第２通信線の電位とを検出して比較し、その比較結果を出力する。
第１の論理回路は、第１のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力されるように構成される。

第２の論理回路は、第２のコンパレータからの信号と第３のコンパレータからの信号とが入力されるように構成される。
そして、この断線異常検出装置では、第１の論理回路の出力信号が第１の信号として判定回路に入力され、第２の論理回路の出力信号が第２の信号として判定回路に入力されるように構成されている。

このような本発明によれば、請求項２について説明したのと同様の作用及び効果を得ることができる。

本実施形態の多重通信システム１の概略を示す図面である。 本実施形態のＥＣＵ１０１の構成を示す図面である。 本実施形態のＥＣＵ１０１が備える断線検出回路３の図面である。 本実施形態のマイコン１７のＣＰＵ７の動作により実現される処理を表すフローチャートである。 Ｌライン断線時の信号波形の一例を示す図面である。 Ｈライン断線時の信号波形の一例を示す図面である。 Ｈラインの支線断線時の信号波形の一例を示す図面である。 Ｈラインの幹線断線時の信号波形の一例を示す図面である。 Ｌラインの支線断線時の信号波形の一例を示す図面である。 Ｌラインの幹線断線時の信号波形の一例を示す図面である。 第２実施形態の断線検出回路５０を示す図面である。 エッジ検出回路５５の構成を示す図面である。 パルス検出回路５６の構成を示す図面である。 第２実施形態の変形例の回路構成を示す図面である。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
［第１実施形態］
図１に示す本実施形態の多重通信システム１は、車両に搭載されるものであり、バス１０に、自動車の各部を制御する電子制御装置（以下、ＥＣＵという）１０１，１０２，１０３，１０４がそれぞれ接続されてなるものである。尚、ここでは、多重通信システム１はＣＡＮプロトコルにて通信を行うものであるとする。

バス１０は、通信線２１，２２からなる幹線２０と、通信線２１，２２からそれぞれ分岐する通信線３１，３２からなる支線３０とから構成される。ノードとしてのＥＣＵ１０１〜１０４は、それぞれ、支線３０に接続される。尚、通信線２１，３１がＣＡＮ−Ｈ（以下、Ｈラインとも記載する）であり、通信線２２，３２がＣＡＮ−Ｌ（以下、Ｌラインとも記載する）である。尚、幹線２０の両端には、それぞれ、その幹線２０の両端（バス１０の両端）での反射を抑制するための終端回路５が接続される。

データを送信するノードは、通信線３１，３２に反転信号を送出し、データを受信するノードは、通信線３１，３２の電位差（バス１０の信号レベル）を判定する。バス１０の信号レベルにはドミナントとレセッシブとがある。ＣＡＮにおいては、バス１０の信号レベル（電位差）が例えば０．９［Ｖ］より大きい場合ドミナントと認識され、バス１０の信号レベル（電位差）が例えば０．５［Ｖ］未満の場合レセッシブと認識される。このような多重通信システム１では、信号レベルに応じた２値信号にてデータがやりとりされる。

図２に示すように、ＥＣＵ１０１は、自動車の各部を制御するための制御処理や他のＥＣＵ１０２，１０３，１０４と通信を行うための処理を実行するマイクロコンピュータ（以下、マイコンと記載する）１７と、バス１０に接続されて、マイコン１７から与えられる送信フレームＴＸをバス１０に出力すると共に、バス１０上のデータ（受信フレームＲＸ）をマイコン１７に入力するＣＡＮトランシーバ１５と、外部のセンサ・スイッチ群１２からの信号をマイコン１７に入力すると共に、マイコン１７からの信号を外部のアクチュエータ１４に出力する入出力回路１３と、外部のバッテリ電源（例えば１２［Ｖ］）を降圧した動作電圧（例えば５［Ｖ］）を、マイコン１７、ＣＡＮトランシーバ１５、入出力回路１３に供給する電源回路１１とを備えている。

マイコン１７は、周知のＣＰＵ７、ＲＯＭ８、ＲＡＭ９を備えている。また、フレームの送受信（送信フレームＴＸをＣＡＮトランシーバ１５に渡したり、受信フレームＲＸをＣＡＮトランシーバ１５から受け取る）や、どのフレームを優先的に処理するかを決定する調停制御や、通信エラー処理等を実行するＣＡＮコントローラ１９を備えている。

ＣＡＮトランシーバ１５は、送信フレームＴＸのデータに応じてバス１０の信号レベルを制御するとともに、逆にバス１０の信号レベルから、受信データを表す「１」か「０」かの二値信号からなる受信フレームＲＸを生成し、ＣＡＮコントローラ１９に入力する。

また、ＥＣＵ１０１は、バス１０の断線を検出するための断線検出回路３を備えており、図３にその回路構成を示している。
図３に示すように、ＥＣＵ１０１は、前述のマイコン１７の他、断線検出回路３として、コンパレータ４１，４２と、ＡＮＤ回路４３，４４と、ＣＡＮレシーバ１５ａとを備えている。ＣＡＮレシーバ１５ａは、ＣＡＮトランシーバ１５の一部として構成され、バス１０の信号レベルに応じて二値信号を出力する。具体的には、バス１０の信号レベルがドミナントの場合はロー信号を出力し、バス１０の信号レベルがレセッシブの場合はハイ信号を出力する。

コンパレータ４１の＋側非反転入力端子には２［Ｖ］の電圧が印加され、−側反転入力端子にはＨラインの信号が入力される。このコンパレータ４１は、Ｈラインの電位が２［Ｖ］以下の場合、ハイ信号を出力する。

コンパレータ４２の＋側非反転入力端子にはＬラインの信号が入力され、−側反転入力端子には３［Ｖ］の電圧が印加される。このコンパレータ４２は、Ｌラインの電位が３［Ｖ］以上の場合、ハイ信号を出力する。

ＡＮＤ回路４３には、コンパレータ４１からの信号と、ＣＡＮレシーバ１５ａからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路４３は、入力される２つの信号の出力レベルがともにハイレベルの場合、ハイ信号を出力する。入力される２つの信号の両方又は一方の出力レベルがローレベルの場合には、ロー信号を出力する。ＡＮＤ回路４３からの出力信号はマイコン１７に入力される。

ＡＮＤ回路４４には、コンパレータ４２からの信号と、ＣＡＮレシーバ１５ａからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路４４は、入力される２つの信号の出力レベルがともにハイレベルの場合、ハイ信号を出力する。入力される２つの信号の両方又は一方の出力レベルがローレベルの場合には、ロー信号を出力する。ＡＮＤ回路４４からの出力信号はマイコン１７に入力される。

図４は、マイコン１７のＣＰＵ７の動作により実現される処理を表すフローチャートである。より詳細には、コンパレータ４１，４２、ＡＮＤ回路４３，４４、ＣＡＮレシーバ１５ａ、及びＣＰＵ７の動作により実現される。

バス１０の信号レベルがレセッシブであり（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、かつコンパレータ４１がハイ信号を出力する場合（図３の（１）の箇所の信号の出力レベルがハイレベルの場合）、Ｓ１２０：ＹＥＳである。この場合、ＡＮＤ回路４３からの信号はハイ信号となり（図３の（３）の箇所の信号の出力レベルはハイレベルとなり）、ＣＰＵ７はＨラインの断線と認識する（Ｓ１４０）。そして、ＣＰＵ７はＨラインの断線異常の旨を記憶する（Ｓ１６０）。具体的には、マイコン１７におけるＲＡＭ９に記憶する。そしてその後、当該処理は終了する。尚、断線異常の旨を、ＥＣＵ１０１が備える図示しない不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に記憶するようにしても良い。

また、バス１０の信号レベルがレセッシブであり（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、かつコンパレータ４２がハイ信号を出力する場合（図３の（２）の箇所の信号の出力レベルがハイレベルの場合、Ｓ１３０：ＹＥＳである。この場合、ＡＮＤ回路４４からの信号はハイ信号となり（図３の（４）の箇所の信号の出力レベルはハイレベルとなり）、ＣＰＵ７はＬラインの断線と認識する（Ｓ１５０）。そして、ＣＰＵ７はＬラインの断線異常の旨を記憶する（Ｓ１６０）。そしてその後、当該処理は終了する。

つまり、ＣＰＵ７は、ＡＮＤ回路４３からの信号がハイ信号か否かを判断し、ハイ信号であると判断すると、Ｈラインの断線異常と判定する。また、ＡＮＤ回路４４からの信号がハイ信号か否かを判断し、ハイ信号であると判断すると、Ｌラインの断線異常と判定する。

ここで、図５は、Ｌラインに断線異常が生じた際のバス１０の信号波形の一例を示す図（写真）であり、より具体的には、Ｈラインが正常である一方Ｌラインに断線異常が生じた片側断線の際のものである。図６は、Ｈラインに断線異常が生じた際のバス１０の信号波形の一例を示す図（写真）であり、より具体的には、Ｌラインが正常である一方Ｈラインに断線異常が生じた片側断線の際のものである。尚、図５、図６の信号波形の写真において、横軸は時間であり、縦軸は電位である。

図５、図６において、基準電位は２．５［Ｖ］である。そして、ドミナント状態において、基準電位（２．５［Ｖ］）よりもプラス側に電位が振れている信号がＨラインの信号を表し、基準電位（２．５［Ｖ］）よりもマイナス側に電位が振れている信号がＬラインの信号を表す。

図５に示すように、Ｌラインの片側断線時は、Ｌラインの電位はＨラインの電位に引っ張られ、Ｈライン及びＬラインの電位差がない（或いは電位差が０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態となる。この際、ＣＡＮレシーバ１５ａ（図３参照）の出力信号はハイレベルとなる（Ｓ１１０：ＹＥＳ）。

また、Ｌラインの電位がＨラインの電位に引っ張られると、Ｌラインの電位は基準電位（２．５［Ｖ］）よりもプラス側に振れる。Ｈラインの電位は正常時のドミナント状態では３．５［Ｖ］となるようになっており、Ｌラインの電位はその３．５［Ｖ］側に引っ張られることで３［Ｖ］を超えてしまう。Ｌラインの電位が３［Ｖ］以上になると、コンパレータ４２（図３参照）からハイ信号が出力される（Ｓ１３０：ＹＥＳ）。ＣＡＮレシーバ１５ａの出力信号及びコンパレータ４２の出力信号がともにハイ信号であると、ＡＮＤ回路４４（図３参照）の出力信号はハイ信号となり（Ｓ１５０）、マイコン１７においてＬラインの断線と認識される（Ｓ１５０→Ｓ１６０）。一方、ＣＡＮレシーバ１５ａの出力信号がロー信号の場合（つまり、ドミナント状態の場合）、コンパレータ４２からの信号がハイ信号であってもＡＮＤ回路４４からの信号はロー信号になる。つまり、断線異常は判定されない。換言すると、ＣＡＮレシーバ１５ａからのロー信号及びＡＮＤ回路４４によって、断線異常の判定は無効にされる。

次に、図６に示すように、Ｈラインの片側断線時は、Ｈラインの電位はＬラインの電位に引っ張られ、Ｈライン及びＬラインの電位差がない（或いは電位差が０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態となる。この際、ＣＡＮレシーバ１５ａ（図３参照）の出力信号はハイ信号となる（Ｓ１１０：ＹＥＳ）。

また、Ｈラインの電位はＬラインの電位に引っ張られ、基準電位（２．５［Ｖ］）よりもマイナス側に振れる。Ｌラインの電位は正常時のドミナント状態では１．５［Ｖ］となるようになっており、Ｈラインの電位はその１．５［Ｖ］側に引っ張られることで２［Ｖ］を下回ってしまう。Ｈラインの電位が２［Ｖ］以下になると、コンパレータ４１（図３参照）の出力信号はハイ信号となる（Ｓ１２０：ＹＥＳ）。ＣＡＮレシーバ１５ａの出力信号及びコンパレータ４１の出力信号がともにハイ信号であると、ＡＮＤ回路４３（図３参照）の出力信号はハイ信号となり（Ｓ１４０）、マイコン１７においてＨラインの断線と認識される（Ｓ１４０→Ｓ１６０）。一方、ＣＡＮレシーバ１５ａの出力信号がロー信号の場合（つまり、ドミナント状態の場合）、コンパレータ４１からの信号がハイ信号であってもＡＮＤ回路４３からの信号はロー信号になる。つまり、断線異常は判定されない。換言すると、ＣＡＮレシーバ１５ａからのロー信号及びＡＮＤ回路４３によって、断線異常の判定は無効にされる。

図５，６に示すように、片側断線時は、Ｈライン及びＬラインに電位差がない（或いは電位差が例えば０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態となり、逆に言えば、片側断線時はドミナント状態にはならない。本実施形態のＥＣＵ１０１、より具体的に断線検出回路３では、レセッシブ状態時のみ断線異常が判定され、ドミナント状態では断線異常の判定が無効とされるため、断線異常の判定を効果的に行うことができる。例えばドミナント状態では、ノイズやグランド浮きの影響によって、バス１０における信号レベルの変動が生じやすい。そのような変動が生じやすい状況下で、バス１０における信号レベル（より具体的にはＨラインの信号レベル、及びＬラインの信号レベル）に基づき断線異常を判定したならば誤検出が生じる可能性もあるが、本実施形態では、ドミナント状態時の断線異常の判定を無効にすることで誤検出が生じることを抑制することができる。また、そのような構成を、図３に示すようにコンパレータ４１，４２、ＡＮＤ回路４３，４４、及びＣＡＮレシーバ１５ａによる比較的簡単な回路構成で実現することができ、コストの増大や装置の大規模化を抑制することができる。

尚、本実施形態において、コンパレータ４１，４２，及びマイコン１７の構成、また、Ｓ１１０〜Ｓ１５０の処理が判定手段に相当し、ＣＡＮレシーバ１５ａ，ＡＮＤ回路４３，４４の構成、また、Ｓ１１０→ＮＯの処理が無効化手段に相当し、Ｈライン（通信線２１，３１）が第１通信線に相当し、Ｌライン（通信線２２，３２）が第２通信線に相当し、コンパレータ４１が第１のコンパレータに相当し、コンパレータ４２が第２のコンパレータに相当し、ＣＡＮレシーバ１５ａが第３のコンパレータに相当し、ＡＮＤ回路４３が第１の論理回路に相当し、ＡＮＤ回路４４が第２の論理回路に相当し、閾値としての２［Ｖ］が第１の閾値或いは第１の比較電位に相当し、閾値としての３［Ｖ］が第２の閾値或いは第２の比較電位に相当している。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、詳細は後述するが、断線の発生箇所に応じて検出され得る信号波形が異なることに基づき、断線を検出するものである。このため、断線の発生箇所も特定することができるように構成されている。

まず、断線の発生箇所に応じて検出され得る信号波形が異なる点について説明する。既に述べたように、バス１０は、通信線２１，２２からなる幹線２０と、通信線２１，２２からそれぞれ分岐する通信線３１，３２からなる支線３０とから構成される。通信線２１，３１がＨラインであり、通信線２２，３２がＬラインである。

図７は、Ｈラインの支線（通信線３１）が断線した際のバス１０の信号波形を示す。
図８は、Ｈラインの幹線（通信線２１）が断線した際のバス１０の信号波形を示す。
図９は、Ｌラインの支線（通信線３２）が断線した際のバス１０の信号波形を示す。

図１０は、Ｌラインの幹線（通信線２２）が断線した際のバス１０の信号波形を示す。
尚、図７〜図１０の信号波形の図において、横軸は時間であり、縦軸は電位である。
図７に示すように、Ｈラインの支線（通信線３１）の断線時、そのＨラインの支線（通信線３１）の電位はＬラインの電位に引っ張られて、Ｈラインの支線（通信線３１）の電位が基準電位（例えば２．５［Ｖ］）に対しマイナス側に振れるとともに、電位差が規定値未満（例えば０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態になる。断線が生じている際（断線中）の信号波形は、エッジが立った三角パルス状の波形となる。

図８に示すように、Ｈラインの幹線（通信線２１）の断線時、そのＨラインの幹線（通信線２１）の電位はＬラインの電位に引っ張られて、電位差が規定値未満（０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態になる。Ｈラインの幹線（通信線２１）の電位は、通信装置からのフフレームの送出に合わせて１フレーム分の期間だけマイナス側（基準電位に対しマイナス側）に引っ張られるように変動する。

図９に示すように、Ｌラインの支線（通信線３２）の断線時、そのＬラインの支線（通信線３２）の電位はＨラインの電位に引っ張られて、Ｌラインの支線（通信線３２）の電位が基準電位（２．５［Ｖ］）に対しプラス側に振れるとともに、電位差が規定値未満（０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態になる。断線が生じている際（断線中）の信号波形は、エッジが立った三角パルス状の波形となる。

図１０に示すように、Ｌラインの幹線（通信線２２）の断線時、そのＬラインの幹線（通信線２２）の電位はＨラインの電位に引っ張られて、電位差が規定値未満（０．５［Ｖ］未満）のレセッシブ状態となる。Ｌラインの幹線（通信線）の電位は、通信装置からのフレームの送出に合わせて１フレーム分の期間だけプラス側（基準電位に対しプラス側）に引っ張られるように変動する。

図１１は、第２実施形態の断線検出回路５０を示しており、この断線検出回路５０は、ＥＣＵ１０１に設けられる。
断線検出回路５０は、Ｈライン及びＬラインの平均電位（即ち、バス１０の平均電位）を検出するための検出回路６８と、所定の電源電圧（本例では５［Ｖ］）を分圧する分圧回路６９と、コンパレータ５１〜５４と、エッジ検出回路５５，５８と、パルス検出回路５６，５７と、電源ショートを検出する検出回路５９と、電源ショート及びグランドショートを検出する検出回路６０と、フリップフロップ回路６１〜６４と、信号検出のための回路６５と、を備えている。

検出回路６８により検出されるバス１０の平均電位はコンパレータ５１〜５４の＋側非反転入力端子に入力される。そして、コンパレータ５１の−側反転入力端子には分圧回路６９を介して５［Ｖ］を分圧した３．５［Ｖ］が印加され、コンパレータ５２の−側反転入力端子には分圧回路６９を介して５［Ｖ］を分圧した３［Ｖ］が印加され、コンパレータ５３の−側反転入力端子には分圧回路６９を介して５［Ｖ］を分圧した２［Ｖ］が印加され、コンパレータ５４の−側反転入力端子には分圧回路６９を介して５［Ｖ］を分圧した１．５［Ｖ］が印加される。

コンパレータ５１の出力信号はエッジ検出回路５５に入力され、コンパレータ５２の出力信号はパルス検出回路５６に入力され、コンパレータ５３の出力信号はパルス検出回路５７に入力され、コンパレータ５４の出力信号はエッジ検出回路５８に入力される。

エッジ検出回路５５，５８、及びパルス検出回路５６，５７については後述する。
検出回路５９は、電源ショートを監視し、電源ショートを検出した場合にはその旨を表すハイ信号を出力する。検出回路５９の出力信号はエッジ検出回路５５に入力される。

検出回路６０は、電源ショート及びグランドショートを監視し、電源ショート或いはグランドショートを検出した場合にはその旨を表すハイ信号を出力する。検出回路６０の出力信号はエッジ検出回路５８に入力される。

フリップフロップ回路６１はエッジ検出回路５５の出力信号が表す二値情報を保持し、フリップフロップ回路６２はパルス検出回路５６の出力信号が表す二値情報を保持し、フリップフロップ回路６３はパルス検出回路５７の出力信号が表す二値情報を保持し、フリップフロップ回路６４はエッジ検出回路５８の出力信号が表す二値情報を保持する。フリップフロップ回路６１〜６４のリセット端子は、リセットスイッチ６６を介して電源電圧に接続され、リセットスイッチ６６がオンするとフリップフロップ回路６１〜６４のリセット端子に電圧が印加されて保持情報がリセットされる。

エッジ検出回路５５，５８、パルス検出回路５６，５７の出力信号は、それぞれ、フリップフロップ回路６１〜６４を介して、後段の回路６５に送出され検出される。最終的に、エッジ検出回路５５の出力信号に基づきＬラインの支線（通信線３２）の断線が検出され得る。また、パルス検出回路５６の出力信号に基づきＬラインの幹線（通信線２２）の断線が検出され得る。また、パルス検出回路５７の出力信号に基づきＨラインの幹線（通信線２１）の断線が検出され得る。また、エッジ検出回路５８の出力信号に基づきＨラインの支線（通信線３１）の断線が検出され得る。図示は省略するが、ＥＣＵ１０１のマイコン１７において、出力信号（エッジ検出回路５５，５８の出力信号、パルス検出回路５６，５７の出力信号）に基づき断線異常が判定及び検出される。

図１２は、エッジ検出回路５５，５８の具体的な構成を表す図面である。尚、ここでは、図１２に示す回路はエッジ検出回路５５であるものとして説明するが、エッジ検出回路５８も同様の構成を備えていることを断っておく。

エッジ検出回路５５は、立上がりエッジ検出回路７１と、一定パルス検出回路７０と、パルス発生検出回路８０とを中心に構成される。
立上がりエッジ検出回路７１は、前述のコンパレータ５１（図１１参照）からの信号を受けて、立上がりエッジが検出された場合（つまり、コンパレータ５１からハイ信号が出力された場合であり、換言すると、バス１０の平均電位が３．５［Ｖ］以上になった場合）、ハイレベルのエッジ信号を出力する。そのエッジ信号は後述するカウンタ７３のクリア端子とＡＮＤ回路７７とに入力される。

一定パルス検出回路７０は、ＯＲ回路７２と、カウンタ７３と、比較器７４，７５と、ＡＮＤ回路７６と、を備えている。
カウンタ７３は、８ビットカウンタである。カウンタ７３には、周波数１ＭＨｚ、デューティー５０％のクロック信号と、前述の検出回路５９（図１１参照）からの信号とがＯＲ回路７２を介して入力される。カウンタ７３は、検出回路５９からの信号が、電源ショートが生じていない正常状態であることを表すロー信号ならば、クロック信号を基準にカウント動作（具体的に、クロック信号の立ちあがりに同期して動作）する。検出回路５９からの信号が電源ショートが生じていることを表すハイ信号ならば、カウンタ７３の入力端子には「１」が継続して入力されることとなり、カウント動作は発生しない。

比較器７４は、カウンタ７３のカウント値が５０以上（尚、本例では、１カウント＝１［μｓｅｃ］である）になるとハイ信号を出力する。
比較器７５は、カウンタ７３のカウント値が１００以上になるとハイ信号を出力する。

比較器７４の出力信号はＡＮＤ回路７６に入力され、比較器７５の出力信号は反転してＡＮＤ回路７６に入力される。
カウンタ７３のカウント値が５０未満（５０［μｓｅｃ］未満）では、比較器７４，７５からＡＮＤ回路７６への信号はそれぞれロー信号，ハイ信号（後者は比較器７５からのロー信号が反転したもの）であり、そのＡＮＤ回路７６からの出力信号はロー信号となる。カウント値が５０以上（５０［μｓｅｃ］以上）、１００未満（１００［μｓｅｃ］未満）では、比較器７４，７５からＡＮＤ回路７６への信号はそれぞれハイ信号，ハイ信号（後者は比較器７５からのロー信号が反転したもの）であり、そのＡＮＤ回路７６からの出力信号はハイ信号となる。カウント値が１００以上（１００［μｓｅｃ］以上）では、比較器７４，７５からＡＮＤ回路７６への信号はそれぞれハイ信号，ロー信号（後者は比較器７５からのハイ信号が反転したもの）であり、そのＡＮＤ回路７６からの出力信号はロー信号となる。即ち、一定パルス検出回路７０は、５０［μｓｅｃ］で立上がり１００［μｓｅｃ］で立下がるパルスを生成する。ＡＮＤ回路７６からの出力信号はＡＮＤ回路７７に入力される一方、ＡＮＤ回路７８に反転して入力される。

パルス発生検出回路８０は、ＯＲ回路８１と、カウンタ８２と、比較器８３と、Ｄ−ＦＦ回路８４と、を備えている。
カウンタ８２は４ビットカウンタである。ＡＮＤ回路７７の出力信号がＯＲ回路８１を介してカウンタ８２に入力される。

比較器８３は、カウンタ８２のカウント値が４になるとハイ信号を出力する。比較器８３の出力信号はＤ−ＦＦ回路８４に入力される。
Ｄ−ＦＦ回路８４は、比較器８３からハイ信号が入力された状態で、ＡＮＤ回路７７からハイ信号が入力されると、その入力信号の出力レベルと同じハイ信号を出力する。

パルス発生検出回路８０によれば、ＡＮＤ回路７７の出力信号が継続して５回ハイ信号になったこと（この趣旨については後述する）を検出し得る。
このようなエッジ検出回路５５の作用について説明する。

カウンタ７３、及び比較器７４，７５の機能によってＡＮＤ回路７６からハイ信号が出力され、かつ立上がりエッジ検出回路７１からハイレベルのエッジ信号が出力されると（即ち、バス１０の平均電位が３．５［Ｖ］以上になると）、ＯＲ回路８１を介してハイ信号がカウンタ８２に入力され、カウンタ８２がカウント動作する。この際、立上がりエッジ検出回路７１からのエッジ信号によりカウンタ７３がリセットされ、カウンタ７３は初期値０からカウント動作する。そして、再度、ＡＮＤ回路７６からハイ信号が出力され、かつ立上がりエッジ検出回路７１からハイレベルのエッジ信号が出力されると、カウンタ８２がカウント動作する。仮に、バス１０の平均電位が、一定パルス検出回路７０から出力されるパルスのパルス幅よりも長い期間において３．５［Ｖ］以上となったならば、即ち、ＡＮＤ回路７６の出力信号がロー信号、立上がりエッジ検出回路７１の出力信号がハイレベルのエッジ信号となったならば、ＡＮＤ回路７８の入力は、ＡＮＤ回路７６の出力が反転したハイ信号と、立上がりエッジ検出回路７１からのハイレベルのエッジ信号となる。このため、ＡＮＤ回路７８の出力はハイ信号となり、そのハイ信号はカウンタ８２のクリア端子に入力され、カウンタ８２はクリアされる。

エッジ検出回路５５の趣旨は、３．５［Ｖ］以上となる、所定間隔のエッジが複数回（本例では５回）発生したことを検出するものである。このような波形は、図９において前述したように、Ｌラインの支線の断線時に現れる特有の波形である。そして、本第２実施形態の断線検出回路５０では、３．５［Ｖ］以上となる、所定間隔のエッジが複数回（本例では５回）発生したことをもって、Ｌラインの支線が断線したと判定される。

また、エッジ検出回路５８について、具体的な回路構成はエッジ検出回路５５と同様であるため詳しい説明を省略するが、その趣旨は、１．５［Ｖ］以下となる、所定間隔のエッジが複数回（本例では５回）発生したことを検出するものである。このような波形は、図７において前述したように、Ｈラインの支線の断線時に現れる特有の波形である。そして、本第２実施形態の断線検出回路５０では、１．５［Ｖ］以下となる、所定間隔のエッジが複数回（本例では５回）発生したことをもって、Ｈラインの支線が断線したと判定される。

支線３０（通信線３１，３２）の断線時には、断線した通信線の電位が正常な通信線の電位に引っ張られ、三角パルス状の波形が現れる。このため、その三角パルス状の波形のエッジを検出することで断線が生じたか否かを判定できるが、エッジ検出回路５５，５８は、そのような判定を実現するものである。

図１３は、パルス検出回路５６，５７の具体的な構成を表す図面である。尚、ここでは、図１３に示す回路はパルス検出回路５６であるものとして説明するが、パルス検出回路５７も同様の構成を備えていることを断っておく。

図１３に示すように、パルス検出回路５６は、分周器９１と、シフトレジスタ９２と、ＡＮＤ回路９３と、ＮＯＲ回路９４と、フリップフロップ回路９５と、判定回路９６と、を備えている。

シフトレジスタ９２には、前述のコンパレータ５２からの信号が入力される。そして、コンパレータ５２からハイ信号が入力されると、シフトレジスタ９２は動作を開始する。つまり、バス１０の平均電位が３［Ｖ］以上になると動作する。

シフトレジスタ９２には、１ＭＨｚのクロック信号が分周器９１を介して１／２に分周されて入力され、シフトレジスタ９２はそのクロック信号に同期して動作する。
シフトレジスタ９２の先頭ビットの値と２番目のビットの値とは、それぞれＡＮＤ回路９３に入力される。

判定回路９６は、フリップフロップ回路９５からの信号を検出し、ハイ信号のパルス幅（ハイレベルの期間）が１００［μｓｅｃ］以上で２５０［μｓｅｃ］以下かを判定する回路である。具体的には、図示しないカウンタを備え、フリップフロップ回路９５からハイ信号が入力されるとカウントを開始し、フリップフロップ回路９５からの信号がローレベルになるとカウントを終了して、フリップフロップ回路９５からのハイ信号のパルス幅（ハイレベルの期間）を判定する。

シフトレジスタ９２が動作を開始して、「００００」から「１１００」までシフトした際、ＡＮＤ回路９３への２系統の入力はともに「１」（即ち、ともにハイ信号）となり、これによりＡＮＤ回路９３からハイ信号が出力されてフリップフロップ回路９５がセットされる。これに伴いフリップフロップ回路９５の出力はハイ信号となる。尚、シフトレジスタ９２の先頭ビットと次のビットとに着目すると、シフト動作は次のようになる。具体的には、「０，０」→「０，１」→「１，０」→「１，１」のようにシフトする。前述のようなクロック信号で動作する本例のシフトレジスタ９２では、そのシフト動作について、時間にして１０［μｓｅｃ］を要するようになっている。つまり、コンパレータ５２からハイ信号が入力されても、１０［μｓｅｃ］を経過しなければＡＮＤ回路９３からハイ信号が出力されない。したがって、ハイ信号のパルス幅（ハイレベルの期間）が１０［μｓｅｃ］未満であるようなハイ信号がコンパレータ５２から入力されたとしても、そのようなごく短時間の信号は無視されることとなる。尚、詳細な説明は省略するが、バス１０の信号レベルはノイズ等によって変動するものである。断線（具体的にはＬラインの幹線としての通信線２２の断線）が生じてＬラインの電位がＨラインの電位に引っ張られた際のハイレベルのパルス信号も詳細に分析すると、ごく短い時間ではあるが、閾値である３［Ｖ］未満に落ち込む期間もある。そのような落ち込みが生じるとコンパレータ５２の出力信号はロー信号となるが、図１３のパルス検出回路５６では、１０［μｓｅｃ］未満のロー信号はキャンセル（無視）されるようになっている。

パルス検出回路５６の趣旨は、３［Ｖ］以上となる、所定のパルス幅のパルス信号が発生したことを検出するものである。このような波形は、図１０において前述したように、Ｌラインの幹線の断線時に現れる特有の波形である。そして、本第２実施形態の断線検出回路５０では、３［Ｖ］以上となる、所定のパルス幅のパルス信号が発生したことをもって、Ｈラインの幹線が断線したと判定される。

また、パルス検出回路５７について、具体的な回路構成はパルス検出回路５６と同様であるため詳しい説明を省略するが、その趣旨は、２［Ｖ］以下となる、所定のパルス幅のパルス信号が発生したことを検出するものである。このようは波形は、図８において前述したように、Ｈラインの幹線の断線時に現れる特有の波形である。そして、本第２実施形態の断線検出回路５０では、２［Ｖ］以下となる、所定のパルス幅のパルス信号が発生したことをもって、Ｈラインの幹線が断線したと判定される。

このように、本第２実施形態の断線検出回路５０では、断線時に現れる特有の信号波形を検出して断線の発生を判定するようになっており、特有の信号波形に基づき、幹線と支線との何れに断線が生じたか、或いはＨラインとＬラインとの何れに断線が生じたか、という断線の態様も判定することができる。このため、断線箇所の特定に際し有効である。

尚、本実施形態において、マイコン１７のＣＰＵ７が判定手段に相当し、パルス検出回路５７及びエッジ検出回路５８が第１の検出手段に相当し、エッジ検出回路５５及びパルス検出回路５６が第２の検出手段に相当している。
〈変形例〉
次に、第２実施形態の変形例について図１４を用いて説明する。

図１４に示す本変形例は、第２実施形態の図１１の回路構成と図３の回路構成とを組み合わせたものである。具体的には、図３のＣＡＮレシーバ１５ａ、ＡＮＤ回路４３，４４に相当する回路を図１１の回路に組み込んだものである。尚、図１４においては、エッジ検出回路５５，５８、及びパルス検出回路５６，５７より後段の回路（具体的には、回路６５）、及び検出回路５９，６０については記載を省略している。

図１４の回路において、ＡＮＤ回路９７〜１００が図３のＡＮＤ回路４３，４４に相当し、コンパレータ１５ｂが図３のＣＡＮレシーバ１５ａに相当する。
コンパレータ１５ｂは、バス１０の信号レベルに応じて「１」か「０」かの二値信号を出力する。具体的には、バス１０の信号レベルがドミナントの場合はロー信号を出力し、バス１０の信号レベルがレセッシブの場合はハイ信号を出力する。

ＡＮＤ回路９７には、コンパレータ５１からの信号とコンパレータ１５ｂからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路９７の出力信号はエッジ検出回路５５に入力される。
ＡＮＤ回路９８には、コンパレータ５２からの信号とコンパレータ１５ｂからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路９８の出力信号はパルス検出回路５６に入力される。

ＡＮＤ回路９９には、コンパレータ５３からの信号とコンパレータ１５ｂからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路９９の出力信号はパルス検出回路５７に入力される。
ＡＮＤ回路１００には、コンパレータ５４からの信号とコンパレータ１５ｂからの信号とが入力される。ＡＮＤ回路１００の出力信号はエッジ検出回路５８に入力される。

このような構成によれば、図３と同様に、バス１０の信号レベルがドミナントの場合はコンパレータ１５ｂからロー信号が出力されるため、コンパレータ５１〜５４からの信号の出力レベルに関係なく、ＡＮＤ回路９７〜１００からハイ信号が出力されることがない。例えば、コンパレータ５１〜５４からハイ信号が出力された場合でも、バス１０の信号レベルがドミナントの場合は、エッジ検出回路５５，５８、或いはパルス検出回路５６，５７にハイ信号が出力されることがなく、断線の検出はなされなくなる。換言すると、バス１０の信号レベルがドミナントの場合は、断線異常の判定は無効になることとなる。つまり、本変形例では、ドミナント状態時の断線異常の判定を無効にしており、これにより誤検出が生じることを抑制できるようになっている。

尚、本実施形態において、コンパレータ１５ｂ、及びＡＮＤ回路９７〜１００が無効化手段に相当する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術範囲内において種々の形態をとることができる。

例えば、上記実施形態において具体的な電圧値を記載したが、その値はあくまで一例であり、仕様等に合わせて他の値もとり得る。
また、上記実施形態の回路構成は一例であり、例えば出力信号のレベルは、一例としての上記実施形態の回路構成によって決定されるに過ぎない。例えば、上記実施形態において、ハイレベルの信号、及びローレベルの信号のその出力レベルがそれぞれ逆転するように回路を組むことも可能である。

また、上記第２実施形態において、ＥＣＵ１０１が図１１の断線検出回路５０を備え、その断線検出回路５０がエッジ検出回路５５，５８、及びパルス検出回路５６，５７を備える場合について説明したが、例えば支線の断線のみを検出する趣旨のもとでは、断線検出回路５０がエッジ検出回路５５，５８を備える一方でパルス検出回路５６，５７を備えない構成でも良い。また、幹線の断線のみを検出する趣旨のもとでは、断線検出回路５０がパルス検出回路５６，５７を備える一方でエッジ検出回路５５，５８を備えない構成でも良い。

１…多重通信システム、３…断線検出回路、５…終端回路、１０…バス、１１…電源回路、１２…センサ・スイッチ群、１３…入出力回路、１４…アクチュエータ、１５…ＣＡＮトランシーバ、１５ａ…ＣＡＮレシーバ、１５ｂ…コンパレータ、１７…マイコン、１９…ＣＡＮコントローラ、２０…幹線、２１，２２…通信線、３０…支線、３１，３２…通信線、４１，４２…コンパレータ、４３，…ＡＮＤ回路、５０…断線検出回路、５１〜５４…コンパレータ、５５，５８…エッジ検出回路、５６，５７…パルス検出回路、５９，６０…検出回路、６１〜６４…フリップフロップ回路、６５…回路、６６…リセットスイッチ、６８…検出回路、６９…分圧回路、７０…一定パルス検出回路、７１…エッジ検出回路、７２…ＯＲ回路、７３…カウンタ、７４，７５…比較器、７６〜７８…ＡＮＤ回路、８０…パルス発生検出回路、８１…ＯＲ回路、８２…カウンタ、８３…比較器、８４…Ｄ−ＦＦ回路、９１…分周器、９２…シフトレジスタ、９３…ＡＮＤ回路、９４…ＮＯＲ回路、９５…フリップフロップ回路、９６…判定回路、９７〜１００…ＡＮＤ回路。

Claims (8)

1. 第１通信線と第２通信線とからなる伝送路に複数の通信装置が接続され、前記第１通信線と前記第２通信線との間の電位差を用いた差動信号によって前記複数の通信装置間で通信が行われる多重通信システムに用いられ、
   前記第１通信線の電位及び前記第２通信線の電位に基づき、その第１通信線及び第２通信線の断線異常を判定する判定手段と、
   前記第１通信線の電位と前記第２通信線の電位とを検出して比較し、両者の電位差が所定値以上の場合に前記判定手段の判定を無効にする無効化手段と、
   を備えていることを特徴とする断線異常検出装置。
2. 請求項１に記載の断線異常検出装置において、
   前記多重通信システムは、前記第１通信線の電位が基準電位に対しプラス側に振れ、前記第２通信線の電位が基準電位に対しマイナス側に振れるものであり、
   前記判定手段は、
   前記第１通信線の電位と第１の比較電位との比較結果を出力する第１のコンパレータと、
   前記第２通信線の電位と第２の比較電位との比較結果を出力する第２のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータの出力信号が少なくとも入力される第１の論理回路からの信号（以下、第１の信号と称す）と、前記第２のコンパレータの出力信号が少なくとも入力される第２の論理回路からの信号（以下、第２の信号と称す）とが入力され、前記第１の信号の出力レベルに基づき前記第１通信線の断線異常を判定し、前記第２の信号の出力レベルに基づき前記第２通信線の断線異常を判定する判定回路と、を備え、
   前記無効化手段は、
   前記第１通信線の電位と前記第２通信線の電位とを検出して比較し、両者の電位差が前記所定値以上か否かの結果を出力する第３のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータからの信号と前記第３のコンパレータからの信号とが入力される前記第１の論理回路と、
   前記第２のコンパレータからの信号と前記第３のコンパレータからの信号とが入力される前記第２の論理回路と、を備えている、
   ことを特徴とする断線異常検出装置。
3. 請求項１に記載の断線異常検出装置において、
   前記多重通信システムは、前記第１通信線の電位が基準電位に対しプラス側に振れ、前記第２通信線の電位が基準電位に対しマイナス側に振れるものであり、
   前記判定手段は、前記第１通信線の電位がその第１通信線について予め定められた第１の閾値以下か否かを判断し、その第１の閾値以下であると判断したならば前記第１通信線の断線異常と判定し、前記第２通信線の電位がその第２通信線について予め定められた第２の閾値以上か否かを判断し、その第２の閾値以上であると判断したならば前記第２通信線の断線異常と判定することを特徴とする断線異常検出装置。
4. 請求項３に記載の断線異常検出装置において、
   前記判定手段は、
   前記第１通信線の電位が前記第１の閾値よりも低くなったことを示す信号波形である第１の異常波形の発生を検出する第１の検出手段と、
   前記第２通信線の電位が前記第２の閾値よりも高くなったことを示す信号波形である第２の異常波形の発生を検出する第２の検出手段と、を備え、
   前記第１の検出手段により前記第１の異常波形が検出されたならば前記第１通信線の断線異常と判定し、前記第２の検出手段により前記第２の異常波形が検出されたならば前記第２通信線の断線異常と判定するようになっていることを特徴とする断線異常検出装置。
5. 請求項４に記載の断線異常検出装置において、
   前記第１の異常波形及び前記第２の異常波形はエッジ波形であり、
   前記判定手段は、前記第１の検出手段により前記第１の異常波形が所定回数検出されたならば前記第１通信線の断線異常と判定し、前記第２の検出手段により前記第２の異常波形が所定回数検出されたならば前記第２通信線の断線異常と判定するようになっていることを特徴とする断線異常検出装置。
6. 請求項４に記載の断線異常検出装置において、
   前記第１の異常波形及び前記第２の異常波形は方形のパルス波形であり、
   前記判定手段は、前記第１の検出手段により、所定のパルス幅を有する方形のパルス波形としての前記第１の異常波形が検出されたならば前記第１通信線の断線異常と判定し、前記第２の検出手段により、所定のパルス幅を有する方形のパルス波形としての前記第２の異常波形が検出されたならば前記第２通信線の断線異常と判定するようになっていることを特徴とする断線異常検出装置。
7. 請求項４に記載の断線異常検出装置において、
   前記第１の異常波形及び前記第２の異常波形は、エッジ波形或いは方形のパルス波形であり、
   前記判定手段は、前記第１の検出手段により、エッジ波形としての前記第１の異常波形が所定回数検出された場合、或いは、所定のパルス幅を有する、方形のパルス波形としての前記第１の異常波形が検出された場合に、前記第１通信線の断線異常と判定し、前記第２の検出手段により、エッジ波形としての前記第２の異常波形が所定回数検出された場合、或いは、所定のパルス幅を有する、方形のパルス波形としての前記第２の異常波形が検出された場合に、前記第２通信線の断線異常と判定するようになっていることを特徴とする断線異常検出装置。
8. 第１通信線と第２通信線とからなる伝送路に複数の通信装置が接続され、前記第１通信線と前記第２通信線との間の電位差を用いた差動信号によって前記複数の通信装置間で通信が行われる多重通信システムに用いられる断線異常検出装置であって、
   前記第１通信線の電位は基準電位に対しプラス側に振れ、前記第２通信線の電位は基準電位に対しマイナス側に振れるものであり、
   前記第１通信線の電位と第１の比較電位との比較結果を出力する第１のコンパレータと、
   前記第２通信線の電位と第２の比較電位との比較結果を出力する第２のコンパレータと、
   第１の信号と第２の信号とが入力され、前記第１の信号の出力レベルに基づき前記第１通信線の断線異常を判定し、前記第２の信号の出力レベルに基づき前記第２通信線の断線異常を判定する判定回路と、
   前記第１通信線の電位と前記第２通信線の電位とを検出して比較し、両者の電位差が所定値未満か否かの判定結果を出力する第３のコンパレータと、
   前記第１のコンパレータからの信号と前記第３のコンパレータからの信号とが入力される第１の論理回路と、
   前記第２のコンパレータからの信号と前記第３のコンパレータからの信号とが入力される第２の論理回路と、を備え、
   前記第１の論理回路の出力信号が前記第１の信号として前記判定回路に入力され、前記第２の論理回路の出力信号が前記第２の信号として前記判定回路に入力されるように構成されていることを特徴とする断線異常検出装置。