JP2019075048A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のデバイス間で通信線を共用し、チップセレクト（ＣＳ）信号にて通信相手を切り替える通信装置において、ＣＳ信号線の短絡を正確に検出できるようにする。【解決手段】複数の外部デバイスとのデータ通信に共用される通信端子と、複数の外部デバイスに対しそれぞれＣＳ信号を出力する複数のチップセレクト端子と、複数のチップセレクト端子の一つからＣＳ信号を出力することにより、外部デバイスの一つを通信対象として選択し、選択した外部デバイスとの間でデータ通信を行う制御部を備える。制御部は、複数のチップセレクト端子と複数の外部デバイスとをそれぞれ接続するＣＳ信号線の電圧変化を監視することで、ＣＳ信号線の短絡故障を判断する。【選択図】図１

Description

本開示は、通信相手となる複数のデバイス間でデータ通信用の通信線を共用し、通信時にはチップセレクト信号にて通信相手を切り替える通信装置に関する。

従来、マイコンやＡＳＩＣ等の複数のデバイスを備え、その複数のデバイスがデータ通信を行うことで、協調動作するよう構成された通信システムが知られている。
この種の通信システムは、例えば、特許文献１に記載のように、マスタとなるマイコンと、スレーブとなる複数のデバイスとが、共通の通信線を介して接続され、マイコンが、チップセレクト信号にて通信相手を選択するように構成される。

つまり、この通信システムにおいては、図１４に例示するように、マイコン２のシリアル通信用の出力端子ＳＯ及び入力端子ＳＩと、第１、第２デバイス４，６のシリアル通信用の入力端子ＳＩ及び出力端子ＳＯとが、それぞれ、共通の通信線を介して接続される。

また、マイコン２には、第１，第２デバイス４，６に対応したチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１が設けられている。そして、マイコン２は、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１の１つからチップセレクト信号を出力することで、通信相手となるデバイスを選択する。

なお、以下の説明において、チップセレクト信号を、ＣＳ信号といい、その信号を伝送するのに用いられるチップセレクト信号線を、ＣＳ信号線という。

特開２００５−１９６４８６号公報

ところで、上記従来の通信システムでは、マイコン２が通信相手となるデバイスを選択する際、対象となるチップセレクト端子ＣＳ０又はＣＳ１の出力レベルを、非アクティブからアクティブへと切り替えることで、チップセレクト信号を出力する。

このため、図１４に×印で示すように、マイコン２のチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１に接続されたＣＳ信号線の１つが短絡すると、データ通信を正常に実施できなくなることがある。

つまり、マイコン２と第１デバイス４との間のＣＳ信号線が短絡して、アクティブレベルに固定された場合、マイコン２が第２デバイス６を選択して、データ通信を開始すると、第２デバイス６だけでなく第１デバイス４もデータ送信できるようになる。

この結果、マイコン２が外部デバイスから受信するデータが干渉したり、意図しないデバイスへ制御コマンドが送信されてしまい、正常なデータ通信を実施できなくなる。なお、この問題は、２つのＣＳ信号線同士が短絡した場合にも、同様に発生する。

一方、マイコンとデバイスとの間で生じた通信不良は、パリティチェック等の周知のエラー検出方法を利用することで検知できる。しかし、この種のエラー検出方法では、複数デバイスの送信内容が一致するような場合には、通信不良を検出することができない。

そして、このように通信不良を検出できない場合には、誤ったデバイスにデータが送信されてしまい、そのデバイスが誤動作することがある。また、パリティチェック等で通信不良を検出できたとしても、通信不良が発生したデバイスを特定できない、という問題もある。

また、通信不良の検出に、マイコンの出力フィードバック機能を利用し、チップセレクト端子の状態を監視することも考えられる。しかし、図１４に示すように、マイコン２の出力フィードバック機能では、マイコン２側の出力抵抗Ｒを挟んで、外部デバイス側のＣＳ信号線が短絡した場合には、異常を検知することができない。

本開示の一局面は、通信相手となる複数のデバイス間でデータ通信用の通信線を共用し、ＣＳ信号にて通信相手を切り替える通信装置において、実際に通信を行うことなく、ＣＳ信号線の短絡故障を正確に検出できるようにすることが望ましい。

本開示の一局面の通信装置においては、複数の外部デバイスとのデータ通信に共用される通信端子（ＳＯ，ＳＩ）と、複数の外部デバイスに対しそれぞれチップセレクト信号を出力する複数のチップセレクト端子（ＣＳ０，ＣＳ１，…）と、外部デバイスとの間でデータ通信を行う制御部（２０）と、を備える。

制御部は、複数のチップセレクト端子の一つからチップセレクト信号を出力することにより、チップセレクト信号出力先の外部デバイスを通信対象として選択し、その選択した外部デバイスとの間で通信端子を介してデータ通信を行うように構成されている。

そして、制御部は、複数のチップセレクト端子と複数の外部デバイスとをそれぞれ接続する複数のチップセレクト信号線の電圧変化を監視することで、チップセレクト信号線の短絡故障を判定する。

つまり、本開示の通信装置によれば、ＣＳ信号線が短絡してアクティブレベルに固定された場合や、複数のＣＳ信号線同士が短絡した場合等、ＣＳ信号線が短絡故障したときには、制御部によりその旨を正確に検知することができる。

従って、チップセレクト信号線の短絡故障によって、制御部から外部デバイスに不要なデータが送信されたり、外部デバイスからの受信データが破壊される、といった通信不良が発生するのを抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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って、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第１実施形態のマイコンにて実行されるシステム確認処理を表すフローチャートである。 第１実施形態のマイコンにて実行される監視処理を表すフローチャートである。 第２実施形態のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第２実施形態のマイコンにて実行されるシステム確認処理を表すフローチャートである。 第２実施形態のマイコンにて実行される監視処理を表すフローチャートである。 第２実施形態の変形例１のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第２実施形態の変形例２のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第３実施形態のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第３実施形態のマイコンにて実行されるシステム確認処理を表すフローチャートである。 第３実施形態のマイコンにて実行される監視処理を表すフローチャートである。 第３実施形態の変形例のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 第４実施形態のＥＣＵの構成を表すブロック図である。 従来の通信システムの構成を表すブロック図である。

以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。
なお、以下に説明する実施形態では、本開示の技術を車両制御用の電子制御装置（ＥＣＵ）に適用した場合について説明する。
［第１実施形態］
図１に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０には、スロットル制御ＩＣ１２、入力ＩＣ１４、及びマイコン２０が備えられている。

ここで、スロットル制御ＩＣ１２は、エンジンのスロットルバルブをモータ等のアクチュエータを介して開閉するよう構成された電子スロットル８を駆動制御するためのデバイスである。

また、入力ＩＣ１４は、エンジン制御のためのセンサやスイッチ類からの入力信号を取り込むためのデバイスである。
また、マイコン２０は、入力ＩＣ１４からの入力信号に基づき、スロットルバルブの目標開度を求め、スロットルバルブが目標開度となるように、スロットル制御ＩＣ１２を介して電子スロットル８を駆動制御するためのデバイスである。

なお、マイコン２０は、本開示の通信装置に相当するものであり、マイコン２０を構成するＣＰＵが後述の処理を実行することで、本開示の制御部としての機能が実現される。
このため、マイコン２０と、マイコン２０の外部デバイスであるスロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４とは、シリアル通信を行う通信機能を備える。そして、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４は、共通の通信線を介して、マイコン２０に接続されている。

つまり、マイコン２０には、図１４に示したマイコン２と同様、シリアル通信用の通信端子として、出力端子ＳＯ及び入力端子ＳＩが備えられている。そして、この出力端子ＳＯ及び入力端子ＳＩは、それぞれ、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４に設けられたシリアル通信用の入力端子ＳＩ及び出力端子ＳＯに、共通の通信線を介して接続されている。

また、マイコン２０には、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４に対応したチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１が設けられている。チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１は、それぞれ、チップセレクト信号の伝送線であるＣＳ信号線を介して、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４のチップセレクト端子ＣＳに接続されている。

そして、マイコン２０は、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１の一つを、非アクティブレベルであるハイレベルから、アクティブレベルであるローレベルに切り替えることで、対応するＣＳ信号線にチップセレクト信号を出力し、通信相手となるデバイスを選択する。

また、マイコン２０と、外部デバイスであるスロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４とを接続するＣＳ信号線において、マイコン２０側の出力抵抗Ｒよりも外部デバイス側は、マイコン２０のループバック端子ＬＰＢ０，ＬＰＢ１に接続されている。

このため、マイコン２０は、ループバック端子ＬＰＢ０，ＬＰＢ１の電圧を監視することで、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１からのＣＳ信号の出力に応じて、ＣＳ信号線の電圧レベルが正常に変化したか否か、つまり、ＣＳ信号線が正常か否か、を判断できる。

次に、このようにＣＳ信号線が正常か否かを判断するために、マイコン２０において実行されるシステム確認処理及び監視処理について、図２及び図３に示すフローチャートに沿って説明する。

図２に示すシステム確認処理は、ＥＣＵ１０への電源投入に伴いマイコン２０が起動されてから、マイコン２０が通信を開始する前に、マイコン２０のＣＰＵにて実行される処理である。

なお、このシステム確認処理は、マイコン２０の起動直後だけでなく、マイコン２０の処理負荷が低下して通信が実施されないときにも、実行するようにしてもよい。
図２に示すように、システム確認処理が開始されると、まずＳ１１０にて、ＣＳｎ端子から所定パルス幅のパルス信号を出力させることで、ＣＳｎ端子の電圧を非アクティブからアクティブ、アクティブから非アクティブへと変化させる。

なお、ＣＳｎ端子は、複数のチップセレクト端子のうち、ｎ番目のチップセレクト端子を表している。また、ｎは値０を初期値とする。このため、システム確認処理の開始直後には、チップセレクト端子ＣＳ０がハイレベルからローレベルに切り替えられる。

そして、続くＳ１２０では、Ｓ１１０にてチップセレクト端子ＣＳｎからパルス信号を出力させることにより、チップセレクト端子ＣＳｎに対応するループバック端子ＬＰＢｎの電圧が変化したか否かを判断する。

Ｓ１２０にて、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧は変化していないと判断されると、チップセレクト端子ＣＳｎに接続されたＣＳ信号線が短絡故障していると判断して、Ｓ１５０に移行する。

そして、Ｓ１５０では、Ｓ１２０にて判定したＣＳ信号線が短絡故障していることを、ＥＣＵ１０内若しくは外部の制御システムに通知し、当該システム確認処理を終了する。
一方、Ｓ１２０にて、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧は変化したと判断されると、チップセレクト端子ＣＳｎに接続されたＣＳ信号線は正常であると判断して、Ｓ１３０に移行し、ｎの値をインクリメントすることで、対象となるＣＳ信号線を切り替える。

そして、続くＳ１４０では、例えば、ｎの値が最大値に達したか否かを判断することにより、全てのＣＳ信号線に対し、電圧変化の確認が終了したか否かを判断し、全てのＣＳ信号線に対し電圧変化の確認が終了していなければ、Ｓ１１０に移行する。また、全てのＣＳ信号線に対し電圧変化の確認が終了していれば、当該システム確認処理を終了する。

次に、図３に示す監視処理は、マイコン２０の通常動作中に、所定時間毎の割り込み処理として、ループバック端子ＬＰＢｎ毎に実行される処理である。なお、この監視処理は、マイコン２０の通常動作中に周期的に実施できればよく、例えば、一定周期で実行されるタスクにおいて、実施するようにしてもよい。

図３に示すように、監視処理では、まずＳ２１０にて、現在、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧を監視中であるか否かを判断し、監視中でなければ、Ｓ２２０に移行し、監視中であれば、Ｓ２４０に移行する。

Ｓ２２０では、ループバック端子ＬＰＢｎの監視時間を計時する経過時間カウンタを初期化し、続くＳ２３０にて、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧変化検出を有効化し、当該監視処理を終了する。

なお、Ｓ２２０にて初期化される経過時間カウンタは、ループバック端子ＬＰＢｎの監視時間を計時して、その監視時間が、ループバック端子ＬＰＢｎが接続されたＣＳ信号線による最大通信間隔よりも長い所定時間に達したことを検出するのに用いられる。

また、Ｓ２１０では、Ｓ２３０にてループバック端子ＬＰＢｎの電圧変化検出が有効化されているときに、ループバック端子ＬＰＢｎを監視中であると判断し、電圧変化検出が無効化されているときに、ループバック端子ＬＰＢｎの監視は終了していると判断する。

次に、Ｓ２４０では、Ｓ２２０にて初期化された経過時間カウンタにより所定の監視時間が経過したことが検出されるまでの間に、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧が変化したか否かを判断する。

そして、Ｓ２４０にて、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧が変化したと判断されると、Ｓ２５０に移行して、ループバック端子ＬＰＢｎに接続されたＣＳ信号線は正常であると判断して、その旨をＥＣＵ１０内若しくは外部の制御システムに通知する。また、Ｓ２５０では、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧変化検出を無効化し、当該監視処理を終了する。

一方、Ｓ２４０にて、所定の監視時間が経過しているにもかかわらず、ループバック端子ＬＰＢｎの電圧は変化していないと判断されると、ループバック端子ＬＰＢｎに接続されたＣＳ信号線が短絡故障したと判断して、Ｓ２６０に移行する。

そして、Ｓ２６０では、ループバック端子ＬＰＢｎに接続されたＣＳ信号線が短絡故障していることを、ＥＣＵ１０内若しくは外部の制御システムに通知し、当該システム確認処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態のＥＣＵ１０においては、通信装置としてのマイコン２０が、マスタとなって、スレーブであるスロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４との間で、共通の通信線を利用してシリアル通信する。このため、マイコン２０と、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４とは、それぞれ、ＣＳ信号伝送用のＣＳ信号線を介して接続されている。

そして、本実施形態では、マイコン２０が、通信開始前にシステム確認処理を行い、通常動作時に定期的に監視処理を行うことで、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ２に接続されたＣＳ信号線のレベルが、短絡等によって変化しなくなったことを検出する。

このため、ＣＳ信号線の一つがＣＳ信号出力時のアクティブレベルに固定されたり、複数のＣＳ信号線同士が短絡したりすることにより、正常なデータ通信が実施できなくなった際には、その旨を検知して、エンジン制御系に通知することができる。
［第２実施形態］
図４に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０には、第１実施形態のスロットル制御ＩＣ１２、入力ＩＣ１４、及びマイコン２０に加えて、車両の動力源となるモータを制御するための第１モータ制御ＩＣ１６及び第２モータ制御ＩＣ１８が備えられている。

そして、第１モータ制御ＩＣ１６及び第２モータ制御ＩＣ１８の入力端子ＳＩ及び出力端子ＳＯは、スロットル制御ＩＣ１２及び入力ＩＣ１４と同様、共通の通信線を介して、マイコン２０の出力端子ＳＯ及び入力端子ＳＩに接続されている。

また、マイコン２０には、第１モータ制御ＩＣ１６及び第２モータ制御ＩＣ１８のチップセレクト端子ＣＳに対し、それぞれ、ＣＳ信号線を介してＣＳ信号を出力するためのチップセレクト端子ＣＳ２，ＣＳ３が備えられている。

このように構成された本実施形態のＥＣＵ１０においては、第１実施形態に比べて、マイコンに設けられるチップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３が多くなる。このため、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されるＣＳ信号線の電圧変化を監視するために、第１実施形態と同様に、そのＣＳ信号線をマイコン２０のループバック端子ＬＰＢに接続するようにすると、ループバック端子ＬＰＢの数が増加して、マイコン２０の大型化を招く。

そこで、本実施形態では、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されるＣＳ信号線には、マルチプレクサ２２を接続し、マルチプレクサ２２を介して、複数のＣＳ信号線の一つをマイコン２０のループバック端子ＬＰＢに選択的に接続できるように構成されている。

つまり、このようにマルチプレクサ２２を設けることで、マイコン２０の端子数を少なくして、マイコン２０の小型化、延いては、低コスト化を図るようにしている。
また、本実施形態では、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されるＣＳ信号線が正常か否かを判断するには、各ＣＳ信号線の電圧変化を、マルチプレクサ２２を介して監視する必要がある。このため、マイコン２０は、システム確認処理及び監視処理を、それぞれ、図５及び図６に示す手順で実施するように構成される。

すなわち、図５に示すように、システム確認処理においては、まずＳ１００にて、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３のうち、最初のチップセレクト端子ＣＳ０に接続されたＣＳ信号線を選択するように、マルチプレクサ２２を切り替え、Ｓ１１０に移行する。

Ｓ１１０では、マルチプレクサ２２に選択させたＣＳ信号線に対応したチップセレクト端子ＣＳｎから所定パルス幅のパルス信号を出力させることで、ＣＳｎ端子の電圧を非アクティブからアクティブ、アクティブから非アクティブへと変化させる。

そして、その後は、上記実施形態と同様に、Ｓ１２０以降の処理を実行することで、全てのチップセレクト端子ＣＳｎに接続されたＣＳ信号線が短絡故障しているか否かを判断する。そして、ＣＳ信号線が短絡故障していると判断すると、Ｓ１５０にて、その旨を制御システムに通知する。

また、チップセレクト端子ＣＳｎに接続されたＣＳ信号線は全て正常であると判断した際には、当該システム確認処理を終了し、その後の通常動作時に、監視処理を実施する。
この監視処理は、第１実施形態の監視処理と同様、所定時間毎の割り込み処理、若しくは、一定周期で実行されるタスクとして、周期的に実行される。そして、本実施形態の監視処理では、ループバック端子ＬＰＢを介して電圧変化を監視するＣＳ信号線を順に切り替えることで、各チップセレクト端子ＣＳｎに接続されたＣＳ信号線が正常であるか否かを、順に判定する。

つまり、図６に示すように、本実施形態の監視処理は、基本的には、図３に示した第１実施形態の監視処理と同様の手順で実行されるが、Ｓ２５０の処理を実行した後、Ｓ２７０にて、マルチプレクサ２２にて選択されるＣＳ信号線を次のＣＳ信号線に切り替える。

この結果、マルチプレクサ２２を介してループバック端子ＬＰＢに接続されるＣＳ信号線が、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されたＣＳ信号線の何れかに順に切り替えられることになり、これによって、全てのＣＳ信号線が正常であるか否かが判定されることになる。

従って、本実施形態のＥＣＵ１０においても、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
［変形例１］
なお、車両制御用のＥＣＵ１０においては、図７に示す変形例１のように、マイコン２０に接続される外部デバイスが、第１入力ＩＣ１３と第２入力ＩＣ１５、第１モータ制御ＩＣ１６と第２モータ制御ＩＣ１８、というようにグループ分けられることがある。

そして、このように外部デバイスをグループ分けした場合には、図７に示すように、各グループのデバイス毎に、共通の通信線が設けられ、マイコン２０には、各グループ用の出力端子ＳＯ１，ＳＯ２及び入力端子ＳＩ１，ＳＩ１が設けられる。

このようにＥＣＵ１０が構成されている場合であっても、図４に示したＥＣＵ１０と同様にマルチプレクサ２２を設けて、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されたＣＳ信号線の電圧変化を監視することにより、ＣＳ信号線の短絡故障を正確に検出できる。
［変形例２］
また、マイコン２０に対する外部デバイスを複数にグループ分けする場合、エンジン制御用のスロットル制御ＩＣ１２と入力ＩＣ１４、モータ制御用の第１モータ制御ＩＣ１６と第２モータ制御ＩＣ１８、というようにグループ分けされることも考えられる。

そして、このように外部デバイスを制御種別に応じてグループ分けした際には、制御用のマイコン２０も、マイコン２０Ａとマイコン２０Ｂとにグループ分けされ、各マイコン２０Ａ，２０Ｂが、対応する外部デバイスに接続されることもある。

このようにＥＣＵ１０が構成されている場合であっても、全てのＣＳ信号線に接続されたマルチプレクサ２４を設け、マルチプレクサ２４を介して、一方のマイコン２０Ｂのループバック端子ＬＰＢにＣＳ信号線を順次選択的に接続するようにするとよい。

つまり、このようにすれば、マイコン２０Ａと２０Ｂとの協調動作により、図５及び図６に示したシステム確認処理及び監視処理を実行することで、全てのＣＳ信号線の短絡故障を正確に判定することができるようになる。

なお、図８において、マルチプレクサ２４は、バス２５を介してマイコン２０Ｂとの間でデータ通信することで、選択するＣＳ信号線を切り替えるように構成されている。
［第３実施形態］
図９に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０には、スロットル制御ＩＣ１２、入力ＩＣ１４、モータ制御ＩＣ１７、及び、マイコン２０が備えられている。

そして、スロットル制御ＩＣ１２、入力ＩＣ１４及びモータ制御ＩＣ１７の入力端子ＳＩ及び出力端子ＳＯは、共通の通信線を介して、マイコン２０の出力端子ＳＯ及び入力端子ＳＩに接続されている。

また、マイコン２０には、スロットル制御ＩＣ１２、入力ＩＣ１４及びモータ制御ＩＣ１７のチップセレクト端子ＣＳに対し、それぞれ、ＣＳ信号線を介してＣＳ信号を出力するためのチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２が備えられている。

また、マイコン２０には、これらチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２に接続された３本のＣＳ信号線の電圧変化を監視するために、ループバック端子ＬＰＢが一つ設けられている。

そして、このループバック端子ＬＰＢには、３本のＣＳ信号線のうち、２本のＣＳ信号線が同時にアクティブレベルであるローレベルになったことを検出する論理回路３０が設けられている。

この論理回路３０は、３本のＣＳ信号線のうち、チップセレクト端子ＣＳ０とＣＳ１、ＣＳ１とＣＳ２、ＣＳ２とＣＳ０、というように、２本ずつ組み合わされる合計３組のＣＳ信号線に接続される３つのＮＯＲ回路３２，３４，３６を備える。

そして、この３つのＮＯＲ回路３２，３４，３６の出力には、ＯＲ回路３８が接続され、このＯＲ回路３８の出力が、マイコン２０のループバック端子ＬＰＢに接続されている。

このため、ループバック端子ＬＰＢは、３本のＣＳ信号線のうち、少なくとも２本のＣＳ信号線が同時にアクティブレベルであるローレベルになったときに、ハイレベルとなる。

そこで、本実施形態のマイコン２０は、起動時及び通常動作時に、図１０及び図１１に示す手順でシステム確認処理及び監視処理を実施することで、論理回路３０若しくはＣＳ信号線の故障を判定する。

すなわち、図１０に示すように、システム確認処理においては、まずＳ３００にて、３本のＣＳ信号線のうち、２本のＣＳ信号線同士が短絡する場合の３つの組み合わせを、ＣＳ０とＣＳ１、ＣＳ１とＣＳ２、ＣＳ２とＣＳ０、というように定義する。

そして、続くＳ３１０では、その定義した組み合わせのｎ番目の組み合わせのチップセレクト端子をアクティブにする。なお、ｎの初期値は１であり、Ｓ３１０では、１番目から３番目までの組み合わせを順次選択することで、チップセレクト端子ＣＳ０とＣＳ１、ＣＳ１とＣＳ２、若しくは、ＣＳ２とＣＳ０を、非アクティブ状態からアクティブ状態であるローレベルへと切り替える。

この切り替えにより、３つのＮＯＲ回路３２，３４，３６のうち、何れかの出力がローレベルからハイレベルに変化し、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルも同様に変化する。

このため、続くＳ３２０では、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化したか否かを判断する。そして、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化していない場合には、ＣＳ信号線が短絡故障しているか、或いは、論理回路３０が故障していると判断して、Ｓ３５０に移行し、その旨を制御システムに通知した後、当該システム確認処理を終了する。

また、Ｓ３２０にて、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化したと判断された場合には、論理回路３０は正常に機能しているので、Ｓ３３０に移行する。
そして、Ｓ３３０では、Ｓ３１０にてアクティブにしたｎ番目の組み合わせのチップセレクト端子を非アクティブにし、次に選択すべきチップセレクト端子の組み合わせの番号ｎをインクリメントした後、Ｓ３４０に移行する。

Ｓ３４０では、例えば、ｎが値４に達し、全てのＣＳ信号線に対する確認処理が完了したか否かを判断し、全てのＣＳ信号線に対する確認処理が完了していれば、当該システム確認処理を終了し、そうでなければ、Ｓ３１０に移行する。

次に、図１１に示す本実施形態の監視処理は、上記実施形態の監視処理と同様、所定時間毎の割り込み処理、若しくは、一定周期で実行されるタスクとして、周期的に実行される。そして、本実施形態では、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化したか否かを判断することで、故障判定を行う。

つまり、本実施形態では、ＣＳ信号線が短絡してアクティブ状態になるか、或いは、ＣＳ信号線同士が短絡したときに、論理回路３０の出力、延いては、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが、ローレベルからハイレベルに変化する。

このため、監視処理では、Ｓ４１０にて、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化したか否かを判断する。そして、電圧レベルが変化していなければ、ＣＳ信号線は短絡故障しておらず、正常であると判断して、Ｓ４２０にて、その旨を制御システムに通知し、当該監視処理を終了する。

また、Ｓ４１０にて、ループバック端子ＬＰＢの電圧レベルが変化したと判断されると、Ｓ４３０に移行し、ＣＳ信号線が短絡故障したと判断して、その旨を制御システムに通知し、当該監視処理を終了する。

このように、本実施形態では、マイコン２０に設けられたチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２に接続されたＣＳ信号線のうち、２本のＣＳ信号線が同時にアクティブになったことを、論理回路３０を用いて検出することで、ＣＳ信号線の短絡故障を判定する。

このため、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２に接続されたＣＳ信号線のうち、短絡故障したＣＳ信号線を特定することはできないものの、何れかのＣＳ信号線が短絡してデータ通信を正常にできなくなったことを、極めて簡単に検出することができる。

よって、マイコン２０の通常動作時には、監視処理によってマイコン２０の処理負荷を増加させることなく、ＣＳ信号線の短絡故障を検出できるようになり、上記各実施形態に比べて、マイコン２０の処理負荷を軽減できる。

また、論理回路３０は、ＮＯＲ回路やＯＲ回路の組み合わせにより簡単に構成できることから、ＥＣＵ１０内に論理回路３０を設けることにより、ＥＣＵ１０がコストアップすることも抑制できる。

なお、本実施形態では、論理回路３０は、ＮＯＲ回路とＯＲ回路とを用いて構成するものとしたが、論理回路３０の構成は、監視対象となるＣＳ信号線のアクティブレベルや論理回路３０から出力させる判定信号の電圧レベルに応じて、適宜設定すればよい。
［変形例］
第３実施形態では、論理回路３０は、マイコン２０のチップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２に接続された全てのＣＳ信号線の中から、２本のＣＳ信号線の組み合わせを全て選択し、組み合わせ毎に、同時にアクティブとなったか否かを判定するものとした。

しかし、チップセレクト端子ＣＳ０，ＣＳ１，ＣＳ２に接続された全てのＣＳ信号線のうち、特に重要度の高いＣＳ信号線を選択し、そのＣＳ信号線が他のＣＳ信号線と同時にアクティブ状態になったときに、そのＣＳ信号線の短絡故障を判定するようにしてもよい。

例えば、スロットル制御ＩＣ１２との間のＣＳ信号線が重要である場合には、図１２に示すように、そのＣＳ信号線と他のＣＳ信号線との組み合わせを選択する。そして、その選択した組み合わせのＣＳ信号線に対し、ＮＯＲ回路３２、３６を接続することで、論理回路３０を構成するようにしてもよい。

このようにしても、マイコン２０において、図１０，図１１に示したシステム確認処理及び監視処理を実行することで、スロットル制御ＩＣ１２との間のＣＳ信号線の短絡故障を検出できるようになる。また、この場合、論理回路３０を構成するＮＯＲ回路３４が不要になるので、論理回路３０をより簡単に構成できるようになる。
［第４実施形態］
図１３に示すように、本実施形態のＥＣＵ１０には、スロットル制御ＩＣ１２と、モータ制御ＩＣ１６とが、それぞれ、２組設けられている。

第１組のスロットル制御ＩＣ１２Ａ及びモータ制御ＩＣ１６Ａと、第２組のスロットル制御ＩＣ１２Ｂ及びモータ制御ＩＣ１６Ｂは、制御対象として、同じ電子スロットル及びモータを駆動制御するためのものである。

つまり、本実施形態のＥＣＵ１０は、これら２系統の制御ＩＣによって、一方の制御系の制御ＩＣが故障しても、電子スロットル及びモータを駆動し、車両を安全に走行させることができるようになっている。

そして、スロットル制御ＩＣ１２Ａ、１２Ｂ、及び、モータ制御ＩＣ１６Ａ，１６Ｂは、制御系Ａ，Ｂ毎にグループ分けされ、各グループの制御ＩＣ毎に、共通の通信線が設けられている。

また、スロットル制御ＩＣ１２Ａ、１２Ｂ及びモータ制御ＩＣ１６Ａ，１６Ｂには、それぞれ、チップセレクト端子ＣＳとは別に、チップイネーブル端子ＣＥが設けられている。

そして、マイコン２０には、これら各制御ＩＣのチップイネーブル端子ＣＥにそれぞれ接続されるチップイネーブル端子ＣＥ０，ＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３が設けられている。
従って、マイコン２０は、チップイネーブル端子ＣＥ０，ＣＥ１，ＣＥ２，ＣＥ３からの出力をアクティブから非アクティブ或いはその逆方向に切り替えることで、各制御ＩＣの動作を停止させたり、再起動させたりすることができる。

このようにＥＣＵ１０が構成されている場合であっても、第２実施形態のＥＣＵ１０と同様、マルチプレクサ２２を設けて、チップセレクト端子ＣＳ０〜ＣＳ３に接続されたＣＳ信号線の電圧変化を監視することにより、ＣＳ信号線の短絡故障を判定できる。

また、この場合、マイコン２０は、グループ毎に制御ＩＣとの間のＣＳ信号線の短絡故障を判定するようにすればよい。そして、ＣＳ信号線の短絡故障を判定した際には、マイコン２０にて実行されるＳ１５０又はＳ２６０にて、制御システムに異常を通知する際に、故障判定したＣＳ信号線にて接続されている制御ＩＣのチップイネーブル端子ＣＥを非アクティブにする。この結果、故障判定されたＣＳ信号線に接続されている制御ＩＣにディスエーブル信号が入力されて、制御ＩＣが動作を停止する。

このようにすれば、ＣＳ信号線の電圧変化から短絡故障したＣＳ信号線を特定した際、そのＣＳ信号線を介してマイコン２０に接続されている制御ＩＣをマイコン２０から分離し、他の制御ＩＣの動作に悪影響を与えるのを抑制できる。

なお、本実施形態では、チップイネーブル端子ＣＥを使って、ＣＳ信号線が短絡故障した制御ＩＣの動作を停止させるものとしたが、マイコン２０は、短絡故障したＣＳ信号線を切断するように構成されていてもよい。

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、本開示の技術を車両制御用のＥＣＵに適用した場合について説明した。しかし、本開示の技術は、マスタとなるデバイスとスレーブとなる複数のデバイスとが共通の通信線を利用してデータ通信を行う通信システムであれば、上記実施形態と同様に適用できる。

また、上記実施形態では、通信装置は、マイコンにて構成されるものとして説明したが、本開示の技術は、ＡＳＩＣ等、通信機能を有するデバイスであれば、上記実施形態と同様に適用できる。

上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

８…電子スロットル、１０…ＥＣＵ、１２，１２Ａ，１２Ｂ…スロットル制御ＩＣ、１３，１４，１５…入力ＩＣ、１６，１７，１８…モータ制御ＩＣ、２０，２０Ａ，２０Ｂ…マイコン、２２，２４…マルチプレクサ、２５…バス、３０…論理回路、３２，３４，３６…ＮＯＲ回路、３８…ＯＲ回路、ＣＥ０〜ＣＥ３…チップイネーブル端子、ＣＳ０〜ＣＳ３…チップセレクト端子、ＬＰＢ，ＬＰＢ０，ＬＰＢ１…ループバック端子、ＳＩ，ＳＩ１，ＳＩ２…入力端子、ＳＯ，ＳＯ１，ＳＯ２…出力端子。

Claims (5)

1. 複数の外部デバイスとのデータ通信に共用される通信端子（ＳＯ，ＳＩ）と、
   前記複数の外部デバイスに対しそれぞれチップセレクト信号を出力する複数のチップセレクト端子（ＣＳ０，ＣＳ１，…）と、
   前記複数のチップセレクト端子の一つから前記チップセレクト信号を出力することにより、該チップセレクト信号出力先の前記外部デバイスを通信対象として選択し、該選択した前記外部デバイスとの間で前記通信端子を介してデータ通信を行う制御部（２０）と、
   を備え、前記制御部は、前記複数のチップセレクト端子と前記複数の外部デバイスとをそれぞれ接続する複数のチップセレクト信号線の電圧変化を監視することで、前記チップセレクト信号線の短絡故障を判定するよう構成されている、通信装置。
2. 前記複数のチップセレクト信号線の一つを選択して、前記制御部の入力端子に接続するマルチプレクサ（２２，２４）を備え、
   前記制御部は、前記マルチプレクサが選択する前記チップセレクト信号線を切り替えることで、前記複数のチップセレクト信号線の電圧変化を監視するよう構成されている、請求項１に記載の通信装置。
3. 前記制御部は、前記チップセレクト信号線の電圧変化から前記チップセレクト信号線の短絡故障が生じた外部デバイスを特定し、該特定した外部デバイスを、他の外部デバイスとの通信に影響を与えることのないように分離する、よう構成されている、請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
4. 前記複数のチップセレクト信号線のうち、２つ以上のチップセレクト信号線の電圧が前記チップセレクト信号の出力時のアクティブレベルであるときに、判定信号を出力するよう構成された論理回路（３０）を備え、
   前記制御部は、前記論理回路から前記判定信号が出力されると、前記チップセレクト信号線が短絡故障していると判断するよう構成されている、請求項１に記載の通信装置。
5. 前記論理回路は、前記複数のチップセレクト信号線のうち、予め設定された重要度の高いチップセレクト信号線が、他のチップセレクト信号線の一つと同じ前記アクティブレベルであるとき、前記判定信号を出力するよう構成されている、請求項４に記載の通信装置。

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