JP4775224B2

JP4775224B2 - 双方向通信システム

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Publication number: JP4775224B2
Application number: JP2006284101A
Authority: JP
Inventors: 美哉水谷
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2026-10-18
Also published as: JP2008103940A

Description

本発明は、互いに情報を伝達し合う双方向通信システムに関する。

従来から、内燃機関の気筒毎に正常燃焼状態／失火状態またはワイヤハーネス等の異常状態を判定する、内燃機関の燃焼状態検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この燃焼状態検出装置は、燃焼状態検出手段により点火プラグとグランドとの間に流れる電流が検出され、信号変換手段によりこの検出された電流に基づき燃焼状態に応じた電圧信号が出力され、更に、オフセット手段により信号変換手段から出力された電圧信号が所定範囲にオフセットされるものである。この燃焼状態検出装置によれば、内燃機関が正常燃焼状態または失火状態の何れの状態にあるときでもオフセット手段から出力される信号が電源電圧またはグランド電位に固定されることがないため、回路上の正常／異常の確実な判定を可能にしようとしている。
特開平１１−３７９００号公報

しかしながら、上述の従来技術は、ＥＣＵはワイヤハーネスを介して相手の正常燃焼状態と失火状態の２つの状態を判定することができるが、逆に、ＥＣＵはそのワイヤハーネスを介して相手に対して指令等の情報を伝達することができない。したがって、ワイヤハーネス等の通信線を介して双方向に情報の伝達をやり取りしたい場合には、ワイヤハーネスを介して片方向にのみ情報を伝達する上述の従来技術を利用することはできない。

さらに、複数の情報を相手に伝達する上述の従来技術を、出力される電圧信号のデューティ比を可変することによって複数の情報を伝達するように応用した場合、その電圧信号の１周期中のＨｉレベルとＬｏレベルとの時間比によって、伝達情報の内容が異なる。つまり、１周期分の電圧信号を確認しなければ、伝達情報の内容の判断を行うことはできない。したがって、デューティ比を指定した上で電圧信号の出力が開始されるため、１周期分の電圧信号の出力が完了しなうちに伝達すべき情報に変更が生じても、その１周期分の出力が完了しなければ、変更後の新たな情報を相手に伝達することができない。

そこで、本発明は、通信線を介して互いに情報を双方向に伝送するとともに、情報を相手に早く伝えることができる、双方向通信システムの提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の双方向通信システムは、
第１の通信装置と、
第２の通信装置と、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置を結ぶ通信線とを有し、
前記第１の通信装置は、前記通信線を通る信号波の電圧が所定電圧以上ある半波長区間における前記信号波の電圧変動に基づいて前記第２の通信装置の伝送情報を判断し、
前記第２の通信装置は、前記信号波の周波数変動に基づいて前記第１の通信装置の伝送情報を判断する、双方向通信システムであって、
前記第１の通信装置の伝送情報ごとの前記信号波のデューティ比が５０％であることを特徴とする。

これにより、前記第１の通信装置は自身の指令情報の内容を効率的かつ速やかに前記第２の通信装置に伝達することができるとともに、前記第２の通信装置は前記第１の通信装置の指令情報の内容を効率的かつ速やかに認識することができる。

また、前記第１の通信装置は、自身の伝送情報を第１の伝送情報から第２の伝送情報に変更する場合、第１の伝送情報の前記信号波の半周期経過時に、第１の伝送情報に対応する周波数から第２の伝送情報に対応する周波数に変更することが好ましい。これにより、第１の伝送情報から第２の伝送情報への変化に対してその伝送情報の内容の判断をより早めることができる。

また、前記信号波の周波数は、前記第１の伝送情報の緊急度に応じて可変すると好ましい。これにより、緊急度が高い情報ほど信号波の周波数を高く設定することによって、伝達すべき情報の緊急度が高くなるほど情報の判断を早めることができる。

なお、前記第２の通信装置の伝送情報は、例えば、前記信号波の電圧変動によって第１の電圧が認識された場合に前記第１の電圧に対応する第１の情報であると判断され、前記信号波の電圧変動によって前記第１の電圧と所定値以上異なる第２の電圧が認識された場合に前記第２の電圧に対応する第２の情報であると判断される。

一方、前記第１の通信装置の伝送情報は、例えば、前記信号波の周波数変動によって第１の周波数が認識された場合に前記第１の周波数に対応する第３の情報であると判断され、前記信号波の周波数変動によって前記第１の周波数と所定値以上異なる第２の周波数が認識された場合に前記第２の周波数に対応する第４の情報であると判断される。

本発明によれば、通信線を介して互いに情報を双方向に伝送するとともに、情報を相手に早く伝えることができる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、本発明に係る双方向通信システムの実施形態である。本実施形態の双方向通信システムは、電子制御装置（いわゆる、ＥＣＵ）１００と、そのＥＣＵ１００によって制御される制御対象ユニット２００（以下、「ユニット２００」という）と、ＥＣＵ１００とユニット２００を接続する通信線３０とを有する制御システムである。ＥＣＵ１００の接続端子１７とユニット２００の接続端子２７が、一本の通信線３０によって、互いに通信可能なように結ばれる。

ＥＣＵ１００は、通信線３０を介して、ユニット２００に対して一つ又は複数の指令情報をパルスで出力する。ＥＣＵ１００は、指令情報毎に割り当てられた固定周波数に信号波（パルス）の周波数を可変させることでユニット２００に指令情報を伝送する。

一方、ユニット２００は、通信線３０を介してその信号波を受信し、その信号波の周波数の違いによって指令情報の内容を判断する。逆に、ユニット２００は、通信線３０を介して、ＥＣＵ１００に対して一つ又は複数の状態情報を伝送する。状態情報とは、例えば、ユニット２００の正常状態や異常状態等を表す情報であったり、ユニット２００が有しているＥＣＵ１００に伝達すべき情報であったりする。ユニット２００は、通信線３０を通る信号波の電圧を可変させることでＥＣＵ１００に状態情報を伝送する。ＥＣＵ１００は、その信号波の電圧の違いによってユニット２００からの状態情報の内容を判断する。

以下、ＥＣＵ１００とユニット２００のそれぞれの構成について詳細説明する。

ＥＣＵ１００は、演算や制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）や、データの記憶を行うメモリや、外部との入出力を行うＩ／Ｏ部などを備えるマイコン１０を有している。

マイコン１０は、ユニット２００に一つ又は複数の指令情報を伝送するため、指令情報とパルスの周波数との既定の対応関係に従って、指令情報に応じた周波数のパルスを出力ポートＰ１から出力する。ユニット２００に対する指令情報の内容として、例えば、「動作禁止」、「動作内容変更」、「動作開始」の３つの指令情報がある場合、マイコン１０は、「動作禁止」の指令をする場合には４８ｍｓ周期のパルスを出力し、「動作内容変更」の指令をする場合には６４ｍｓ周期のパルスを出力し、「動作開始」の指令をする場合には８０ｍｓ周期のパルスを出力する。なお、指令情報とパルスの周波数との既定の対応関係に従って、指令情報に応じた周波数のパルスが出力ポートＰ１から出力されるが、周波数は周期と等価であるため、便宜上、「＊ｍｓ周期のパルス」と表現している。

ここで、ユニット２００に対する指令情報の重要度や緊急度に応じて、パルスの周波数を設定する。つまり、緊急度や重要度の高い指令情報ほど、周期の短いパルスに割り当てる。「動作禁止」、「動作内容変更」、「動作開始」のうち、緊急度の一番高い指令情報が「動作禁止」であり、一番低い指令情報が「動作開始」である場合、「動作禁止」の指令情報を一番周期の短いパルスである４８ｍｓ周期のパルスに割り当て、「動作開始」の指令情報を一番周期の長いパルスである８０ｍｓ周期のパルスに割り当てている。このように設定することにより、ＥＣＵ１００は、緊急度や重要度の高い指令情報ほど早急に、ユニット２００に対して伝達することができるようになる。

図２は、指令情報毎のパルスの周波数の設定方法を説明するための図である。マイコン１０は、出力ポートＰ１から出力されるパルスの周波数（言い換えれば、通信線３０上の信号波の周波数）を指令情報毎に所定の値に設定できるようにするため、その内部にタイマカウンタを備えている。タイマカウンタは、固定周期Ｔの基準パルス（図２の場合、固定周期Ｔ＝８ｍｓの基準パルス）をカウントすることで時間の経過を計測する。タイマカウンタは、基準パルスの一周期分をカウントする毎にカウント値を繰り上げる（カウントアップする）。また、タイマカウンタにはコンペアレジスタが付与されている。コンペアレジスタは、タイマカウンタのカウント値と比較するための値を設定するレジスタである。タイムカウンタは、カウント値がカウントアップによりコンペアレジスタの値と一致する度にカウント値を零にクリアし、零からのカウントアップを繰り返す。

図２（ａ）は、「動作禁止」の指令情報を示す４８ｍｓ周期のパルスの生成を説明するための図である。「動作禁止」の指令情報の出力要求がある場合、コンペアレジスタには「２」が設定される。タイマカウンタは、基準パルスの固定周期８ｍｓ毎にコンペアレジスタの設定値「２」とカウント値を比較する。カウント値がコンペアレジスタ設定値「２」より小さい場合には出力ポートＰ１の電圧レベルをそのまま継続させるとともに、カウント値を一つカウントアップする。カウント値がコンペアレジスタ設定値「２」以上の場合には出力ポートＰ１の電圧レベルを反転させ、カウント値を零にクリアする。

図２（ｂ）は、「動作内容変更」の指令情報を示す６４ｍｓ周期のパルスの生成を説明するための図である。「動作内容変更」の指令情報の出力要求がある場合、コンペアレジスタには「３」が設定される。タイマカウンタは、基準パルスの固定周期８ｍｓ毎にコンペアレジスタの設定値「３」とカウント値を比較する。カウント値がコンペアレジスタ設定値「３」より小さい場合には出力ポートＰ１の電圧レベルをそのまま継続させるとともに、カウント値を一つカウントアップする。カウント値がコンペアレジスタ設定値「３」以上の場合には出力ポートＰ１の電圧レベルを反転させ、カウント値を零にクリアする。

図２（ｃ）は、「動作開始」の指令情報を示す８０ｍｓ周期のパルスの生成を説明するための図である。「動作開始」の指令情報の出力要求がある場合、コンペアレジスタには「４」が設定される。タイマカウンタは、基準パルスの固定周期８ｍｓ毎にコンペアレジスタの設定値「４」とカウント値を比較する。カウント値がコンペアレジスタ設定値「４」より小さい場合には出力ポートＰ１の電圧レベルをそのまま継続させるとともに、カウント値を一つカウントアップする。カウント値がコンペアレジスタ設定値「４」以上の場合には出力ポートＰ１の電圧レベルを反転させ、カウント値を零にクリアする。

したがって、タイマカウンタは、コンペアレジスタに設定された値とカウント値が一致する度にトランジスタ１１を駆動する出力ポートＰ１の電圧レベルを切り替えさせる（ＨｉレベルからＬｏレベル、または、ＬｏレベルからＨｉレベル）とともにカウント値を零に更新し、零からのカウントアップを繰り返すことによって、出力ポートＰ１から出力されるパルス（通信線３０上の信号波）の周波数をコンペアレジスタに設定された値に応じて任意に設定することができる。

図１に示されるように、マイコン１０の出力ポートＰ１から出力されたパルスはトランジスタ１１に入力される。そのパルスのＨｉレベル電圧とＬｏレベル電圧に従いトランジスタ１１はＯＮ／ＯＦＦする。出力ポートＰ１がＨｉレベルであればトランジスタ１１はＯＮし、出力ポートＰ１がＬｏレベルであればトランジスタ１１はＯＦＦする。トランジスタ１１がＯＮしているときには、ユニット２００内の定電圧電源２４から抵抗２２、通信線３０、抵抗１３及びツェナーダイオード１２を通って電流が流れる。なお、抵抗１３は保護抵抗であり抵抗２２に比べて十分小さく、無くてもよい。トランジスタ１１がＯＮしている時の通信線３０上の信号波のＬｏ電圧（下限の電圧）をオフセットするツェナーダイオード１２も、同様に、無くてもよい。

また、通信線３０上の信号波の電圧は、抵抗１４及び抵抗１５から構成される分圧回路を介して分圧され、その分圧値がマイコン１０のアナログ入力ポートＡＤＣに入力される。これにより、マイコン１０は、マイコン１０に内蔵されるＡ／Ｄコンバータによってアナログ値がデジタル値に変換され、信号線３０上の信号波の電圧を認識可能となる。なお、抵抗１４あるいは抵抗１５は、トランジスタ１１がＯＮしている時の通信線３０上の信号波のＬｏ電圧を確保するため、回路設計上成立する範囲内で抵抗２２に対してできるだけ大きい値とする。

一方、ユニット２００は、ＥＣＵ１００と同様に、演算や制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）や、データの記憶を行うメモリや、外部との入出力を行うＩ／Ｏ部などを備えるマイコン２０を有している。

ＥＣＵ１００が通信線３０を介して送信した信号波は、マイコン２０の入力ポートＰ３に入力される。マイコン２０は、信号波の周波数（周期）の違いによってその信号波に含まれるＥＣＵ１００からの指令情報の内容を判断する。マイコン２０は、上述の例示を引用すると信号波の周期が４８ｍｓの場合には「動作禁止」の指令と判断し、その指令に従った所定の処理を実行する。

また、マイコン２０は、ＥＣＵ１００に２つの状態情報を伝達するため、状態情報とＨｉ／Ｌｏレベルとの既定の対応関係に従って、状態情報に応じたレベルの電圧を出力ポートＰ４から出力する。ＥＣＵ１００に対して伝達すべき状態情報の内容として、例えば、ユニット２００自体の動作状態や、ユニット２００が他の装置から取得した情報や、ダイアグ情報が挙げられる。ＥＣＵ１００に対して伝達すべき状態情報の内容として、例えば、「正常動作中（状態１）」及び「異常検出中（状態２）」の２つの状態情報がある場合、マイコン２０は、「正常動作中（状態１）」の応答をする場合にはＬｏレベルの電圧を出力ポートＰ４から出力し、「異常検出中（状態２）」の応答をする場合にはＨｉレベルの電圧を出力ポートＰ４から出力する。

マイコン２０の出力ポートＰ４から出力された電圧はトランジスタ２１に入力される。その電圧のＨｉレベル電圧とＬｏレベル電圧に従いトランジスタ２１はＯＮ／ＯＦＦする。出力ポートＰ４がＨｉレベルであればトランジスタ２１はＯＮし、出力ポートＰ４がＬｏレベルであればトランジスタ２１はＯＦＦする。トランジスタ２１がＯＮしているときには、ユニット２００内の定電圧電源２４から抵抗２２、抵抗２３を通って電流が流れる。トランジスタ２１がＯＮ／ＯＦＦすることによって、通信線３０上の信号波の電圧は変化する。通信線３０上の信号波の電圧は、上述したように、抵抗１４及び抵抗１５から構成される分圧回路とＡ／Ｄコンバータによって、ＥＣＵ１００のマイコン１０によって認識される。したがって、ＥＣＵ１００のマイコン１０は、通信線３０上の信号波の電圧の違いによってその信号波に含まれるユニット２００からの状態情報の内容を判断する。マイコン１０は、その状態情報に従った所定の処理を必要であれば実行する。

図３は、本発明に係る双方向通信システムの実施形態の動作波形を示した図である。図３（ａ）は、通信線３０の電圧波形（すなわち、信号波の電圧波形）を示す。図３（ｂ）は、ユニット２００のマイコン２０の出力ポートＰ４の電圧レベルを示す。図３（ｃ）は、ＥＣＵ１００のマイコン１０の内部値Ｘ（ユニット２００の状態情報の判断結果）を示す。図３（ｄ）は、ＥＣＵ１００のマイコン１０の出力ポートＰ１の電圧レベルを示す。また、図３に示される「処理タイミング」とは（図３上には、１から４０まで記載）、上述のタイムカウンタがカウントする基準パルスのカウントタイミングを示す。すなわち、「処理タイミング」の間隔は、基準パルスの固定周期Ｔ＝８ｍｓに相当する。以下、各処理タイミングをｔ１，ｔ２のように「ｔ＊」で表す。

図３に示されるように、ＥＣＵ１００のマイコン１０の出力ポートＰ１がＨｉレベルの場合には、ユニット２００のマイコン２０の出力ポートＰ４がＨｉレベル／Ｌｏレベルにかかわらず、トランジスタ１１のＯＮによって通信線３０の信号波の電圧はＬｏレベル（電圧値Ｖ_Ｌ）になる。出力ポートＰ１及びＰ４がいずれもＬｏレベルの場合には、トランジスタ１１及び２１のＯＦＦによって通信線３０の信号波の電圧は第１段目のＨｉレベル（定電圧電源２４の電圧値に略等しい電圧値Ｖ_Ｈ１）になる。出力ポートＰ１がＬｏレベルで出力ポートＰ４がＨｉレベルの場合には、トランジスタ１１のＯＦＦ且つトランジスタ２１のＯＮによって通信線３０の信号波の電圧は第２段目のＨｉレベル（抵抗２２と抵抗２３とによる定電圧電源２４の電圧値の分圧値に略等しい電圧値Ｖ_Ｈ２）になる。

ユニット２００のマイコン２０は、図３（ａ）に示される信号波のエッジ間の時間によってその信号波に含まれる指令情報の内容を判断する。つまり、マイコン２０は、信号波の半周期が３２ｍｓ（すなわち、信号波の立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでの時間（ｔ２〜ｔ６、ｔ１０〜ｔ１４）、あるいは、信号波の立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでの時間（ｔ６〜ｔ１０））であれば「動作内容変更」の指令と判断し、信号波の半周期が４０ｍｓ（すなわち、信号波の立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまでの時間（ｔ２２〜ｔ２７、ｔ３２〜ｔ３７）、あるいは、信号波の立ち下がりエッジから立ち上がりエッジまでの時間（ｔ２７〜ｔ３２））であれば、「動作開始」の指令と判断する。この際、同じ半周期の時間を複数回（例えば、３回）連続して検出した場合に、指令内容を最終的に確定するようにすると、誤判断の防止機能が向上する。

一方、ＥＣＵ１００のマイコン１０は、出力ポートＰ１にＬｏレベルを出力している間における図３（ａ）に示される信号波の電圧の変動によってその信号波に含まれる状態情報の内容を判断する。つまり、マイコン１０は、通信線３０の信号波３０の電圧がＶ_Ｈ１と認識すれば、Ｖ_Ｈ１に対応する状態情報であると判断し、通信線３０の信号波３０の電圧がＶ_Ｈ２と認識すれば、Ｖ_Ｈ２に対応する状態情報であると判断する。上述の例示を引用すると、マイコン１０は、Ｖ_Ｈ１と認識した場合「正常動作中（状態１）」であると判断し、Ｖ_Ｈ２と認識した場合「異常検出中（状態２）」であると判断する。

ここで、ユニット２００のマイコン２０は、任意のタイミングで、状態情報に応じたレベルの電圧を出力ポートＰ４から出力することができる。図３に示されるように、ユニット２００のマイコン２０は、ＥＣＵ１００のマイコン１０の出力ポートＰ１がＨｉレベル／Ｌｏレベルにかかわらず（つまり、マイコン１０と非同期で）、出力ポートＰ４の電圧レベルを切り替えることができる。

ところで、ＥＣＵ１００は、送信中の指令情報を途中で別の指令情報に切り替える場合がある。複数の指令情報を伝達するためには信号波の周波数を変調する方式と信号波のデューティ比を可変させる方式があるが、信号波のデューティ比を可変させることによって複数の指令情報を伝達する場合、図４に示されるように、各指令情報に対応する信号波の周期を固定とし、１周期中のＨｉレベルとＬｏレベルとの時間比によって、指令情報の内容が異なる。つまり、１周期分の信号波を取り込んで判断しなければ、指令情報の内容の判断を行うことはできない。したがって、デューティ比の違いによって複数の指令情報を伝達する場合、指令情報に係る信号波の送信開始時にデューティ比を指示するため、１周期分の送信が完了しなうちに指令情報の内容に変更が生じても、その１周期分の送信が完了しなければ、新たな指令情報を伝達することができない。

そこで、本発明に係るＥＣＵ１００のマイコン１０は、図５に示されるように、指令情報毎に周期（周波数）が異なる信号波であってデューティ比が５０％のものを出力する。図５において、指令情報Ａは周期２ａの信号波に割り当てられ、指令情報Ｂは周期２ｂの信号波に割り当てられ、指令情報Ｃは周期２ｃの信号波に割り当てられ、それぞれの信号波はすべてデューティ比が５０％とする。５０％のデューティ比の信号波を出力することで、信号波の送信途中であってもその信号波のエッジ変化後の半周期からその信号波に係る指令情報と異なる指令情報をユニット２００に伝達することが可能となる。この点について、より詳細に説明する。

図６は、異なる指令情報に切り替える場合のパルスの生成を説明するための図である。周期２ｂ（半周期ｂ）の信号波に設定された指令情報Ｂを周期２ａ（半周期ａ）の信号波に設定された指令情報Ａに変更する場合を考える。

まず、半周期ｂに係る指令情報の出力要求がある場合には、コンペアレジスタには「３」が設定されているとする。タイマカウンタは、基準パルスの固定周期８ｍｓ毎にコンペアレジスタの設定値「３」とカウント値を比較する。カウント値がコンペアレジスタ設定値「３」より小さい場合には出力ポートＰ１の電圧レベルをそのまま継続させるとともに、カウント値を一つカウントアップする。カウント値がコンペアレジスタ設定値「３」以上の場合には出力ポートＰ１の電圧レベルを反転させ、カウント値を零にクリアする。

そして、半周期ｂの信号波の送信途中で、半周期ｂの信号波に設定された指令情報Ｂから半周期ａの信号波に設定された指令情報Ａに変更する場合、半周期ｂの経過後に半周期ａの信号波を送信する。

変更前の信号波の半周期ｂの経過後に、コンペアレジスタの設定値は「３」から「２」に変更される。タイマカウンタは、基準パルスの固定周期８ｍｓ毎にコンペアレジスタの設定値「２」とカウント値を比較する。カウント値がコンペアレジスタ設定値「２」より小さい場合には出力ポートＰ１の電圧レベルをそのまま継続させるとともに、カウント値を一つカウントアップする。カウント値がコンペアレジスタ設定値「２」以上の場合には出力ポートＰ１の電圧レベルを反転させ、カウント値を零にクリアする。

また、信号波のデューティ比を５０％に設定することによって、図７（ａ）に示されるように信号波がＨｉレベルのときにＡからＢへの指令変更が生じても、図７（ｂ）に示されるように信号波がＬｏレベルのときにＡからＢへの指令変更が生じても、指令Ａの半周期分の信号波を出力後に指令Ｂに係る周期の信号波を出力することで、ユニット２００は信号波のエッジ間の時間計測によって指令Ａから指令Ｂへの変更を早急に認識することができる。指令情報ごとの信号波のデューティ比が５０％でなければ、信号波の半波長分の時間の長さが指令情報ごとに一様でないため、信号波のエッジ間の時間計測の効率が悪い。すなわち、ユニット２００は、指令情報ごとの信号波のデューティ比が５０％でなければ、電圧レベル（ＨｉまたはＬｏレベル）とそのレベルの時間を取得しなければ、指令情報の内容を判断することができないが、指令情報ごとの信号波のデューティ比が５０％であれば、電圧レベルを取得せずに信号波のエッジ間の時間を取得するだけで、指令情報の内容を判断できる。

なお、一定の条件下で、変更前の信号波の半周期が経過する前に変更後の信号波を送信することができる。図８を参照しながら，指令情報Ｃの送信中に指令情報Ａに変更する場合を説明する。もちろん、図８（ｂ）に示されるように、図７の場合と同様に、指令情報Ｃに係る信号波の送信中にＣからＡへの指令変更が生じた場合、指令Ｃの半周期分の信号波を出力後に指令Ａの信号波を出力してもよい。しかし、図８（ｃ）に示されるように、指令Ｃの半周期分の信号波の出力が完了しないうちに指令Ａの信号波を出力してもよい。図８（ｃ）の場合、指令Ｃより短い周期の信号波に設定された指令Ｂに相当するパルスが出力される場合があるため、ユニット２００は指令Ｃから指令Ｂに指令変更があったと誤判断することも想定されるが、同じ半周期の時間を複数回連続検出した場合に、指令情報の内容を最終的に確定するようにすれば、誤判断するおそれもない。これにより、図８（ｂ）の場合よりも図８（ｃ）のほうが、ユニット２００に対し、指令情報の内容を早期に認識させることができるとともに早期に確定させることができる。

したがって、上述の実施例によれば、ＥＣＵ１００は、指令情報の変化に対して指令情報の内容を早期に伝達することができるとともに、ユニット２００は、指令情報の変化を早期に認識することができるようになる。また、緊急度が高い信号は周期を短く設定することにより、緊急度の高い指令情報を早期に伝達することができるとともに、ユニット２００は緊急度の高い指令情報を早期に認識することができるようになる。

また、上述の実施形態によれば、ＥＣＵ１００は、通信線３０を通る信号波の電圧がＨｉレベルにある半波長区間におけるその信号波の電圧変動に基づいてユニット２００が伝送した状態情報を取得する。したがって、ユニット２００は、信号波の振幅方向の電圧がＥＣＵ１００に伝達すべき状態情報に対応する電圧となるようにトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることによって、ＥＣＵ１００にその状態情報を伝達することができる。

また、上述の実施形態によれば、ユニット２００は、通信線３０を通る信号波の周波数変動に基づいてＥＣＵ１００が伝送した指令情報を取得する。したがって、ＥＣＵ１００は、信号波の周波数がユニット２００に伝達すべき指令情報に対応する周波数となるようにトランジスタをＯＮ／ＯＦＦすることによって、ユニット２００にその指令情報を伝達することができる。

また、上述の実施形態によれば、複数の指令情報を相手に伝達させ複数の状態情報をその相手から取得したい場合であっても、両者を接続する通信線を複数設定する必要がない。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述の実施形態において、ＥＣＵ１００が特許請求の範囲に記載の「第１の通信装置」に相当し、ユニット２００が特許請求の範囲に記載の「第２の通信装置」に相当するが、「通信装置」は相手に情報を伝達することが可能な装置であればよいので、「通信装置」には、通信機能のみ有する装置だけでなく、その機能の一部として通信機能を備えた装置も含まれる。

また、上述の実施形態では、ＥＣＵ１００が通信線３０を通る信号波の周波数を可変させることでユニット２００に指令情報を伝送し、ユニット２００が通信線３０を通る信号波の電圧を可変させることでＥＣＵ１００に状態情報を伝送しているが、逆に、ＥＣＵ１００が通信線３０を通る信号波の周波数を可変させることでユニット２００に状態情報を伝送し、ユニット２００が通信線３０を通る信号波の電圧を可変させることでＥＣＵ１００に指令情報を伝送するとしてもよい。

また、上述の実施形態では、マイコン１０は、マイコン１０に内蔵されるＡ／Ｄコンバータによってアナログ値がデジタル値に変換され、信号線３０上の信号波の電圧を認識していたが、図１に示されるように、ラッチ回路１６によって通信線３０上の信号波の電圧を認識してもよい。ラッチ回路１６の出力がマイコン１０の入力ポートＰ２に入力される。

本発明に係る双方向通信システムの実施形態である。指令情報毎のパルスの周波数の設定方法を説明するための図である。本発明に係る双方向通信システムの実施形態の動作波形を示した図である。周期固定でデューティ比を可変することによって複数の指令情報を伝達する場合を示した図である。周期可変でデューティ比を５０％固定とすることによって複数の指令情報を伝達する場合を示した図である。異なる指令情報に切り替える場合のパルスの生成を説明するための図である。指令情報がＡからＢに変更になった場合の信号波を示した図である。指令情報がＣからＡに変更になった場合の信号波を示した図である。

符号の説明

１０，２０マイコン
１１，２１トランジスタ
１２ツェナーダイオード
１３，１４，１５，２２，２３抵抗
１６ラッチ回路
２４定電圧電源
３０通信線
１００ＥＣＵ（第１の通信装置）
２００ユニット（第２の通信装置）

Claims

第１の通信装置と、
第２の通信装置と、
前記第１の通信装置と前記第２の通信装置を結ぶ通信線とを有し、
前記第１の通信装置は、前記通信線を通る信号波の電圧が所定電圧以上ある半波長区間における前記信号波の電圧変動に基づいて前記第２の通信装置の伝送情報を判断し、
前記第２の通信装置は、前記信号波の周波数変動に基づいて前記第１の通信装置の伝送情報を判断する、双方向通信システムであって、
前記第１の通信装置の伝送情報ごとの前記信号波のデューティ比が５０％であることを特徴とする、双方向通信システム。
前記第１の通信装置は、自身の伝送情報を第１の伝送情報から第２の伝送情報に変更する場合、第１の伝送情報の前記信号波の半周期経過時に、第１の伝送情報に対応する周波数から第２の伝送情報に対応する周波数に変更する、請求項１記載の双方向通信システム。
前記信号波の周波数は、前記第１の伝送情報の緊急度に応じて可変する、請求項１または２に記載の双方向通信システム。