JP5590078B2 - マルチプレクサの異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数ビット信号によって選択可能なチャンネルの少なくとも２つ以上を入力チャンネルに割り付け、前記複数ビット信号に基づき複数の前記入力チャンネルのいずれかを出力チャンネルに選択的に接続するマルチプレクサに適用されるマルチプレクサの異常診断装置に関する。

従来、複数の入力チャンネルのうちいずれかを出力チャンネルに接続すべく、複数のスイッチを開閉操作するマルチプレクサが知られている。そして、下記特許文献１に見られるように、マルチプレクサの異常診断装置も知られている。詳しくは、この装置は、複数の入力チャンネルのそれぞれに互いに電圧が相違するテスト電圧を順次印加した場合の出力チャンネルの電圧の挙動を観察することにより、マルチプレクサに関する異常が生じているか否かを診断する。

特許第４８０１１８０号公報

ここで、上記特許文献１に記載された技術によれば、マルチプレクサに関する異常の有無を診断することはできるものの、複数の入力チャンネルのそれぞれにテスト電圧を印加するための構成が要求される。このため、上記異常診断装置を構成する回路の規模が増大し、ひいては上記異常診断装置のコストが増大するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、回路規模の増大を抑制しつつ、マルチプレクサに関する異常を的確に検出することのできるマルチプレクサの異常診断装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、複数ビット信号（Ａ〜Ｃ／Ａ〜Ｄ）によって選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ７／Ｃ０〜Ｃ１５）の少なくとも２つ以上（Ｃ０〜Ｃ７／Ｃ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５／Ｃ０，Ｃ３，Ｃ５〜Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５）を入力チャンネル（ＣＨ０〜ＣＨ７／ＣＨ０〜ＣＨ９）に割り付け、前記複数ビット信号に基づき複数の前記入力チャンネルのいずれかを出力チャンネル（ＣＯＭ）に選択的に接続するマルチプレクサ（１０）に適用され、前記選択可能なチャンネルのうち論理が互いに反転されている２つの前記ビット信号と関係付けられた２つのチャンネル（Ｃ２，Ｃ５／Ｃ５，Ｃ１０／Ｃ２，Ｃ１３／Ｃ３，Ｃ１２／Ｃ４，Ｃ１１／Ｃ６，Ｃ９）は、診断用チャンネル（ＣＨ２，ＣＨ５／ＣＨ１０，ＣＨ１１）に割り付けられ、前記診断用チャンネルの入力電圧は、診断用電圧（ＶＣＣ，０／Ｖ２／ＶＣＣ）に設定され、前記出力チャンネルの接続対象として２つの前記診断用チャンネルを順次選択した場合において、２つの該診断用チャンネルの一方が選択されたときの前記出力チャンネルの出力電圧と、他方が選択されたときの該出力チャンネルの出力電圧とのうちいずれか（Ｖｃｏｍ）が前記診断用電圧と異なると判断されたことに基づき、前記マルチプレクサに関する異常が生じている旨診断する処理を行う診断手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、診断用チャンネルを上記態様にて割り付け、また、２つの診断用チャンネルの入力電圧のそれぞれを診断用電圧に設定している。こうした構成を前提として、上記発明では、診断手段によって出力チャンネルの接続対象として２つの診断用チャンネルのうち一方から他方に選択が切り替えられた場合において、複数ビット信号を構成する論理が全て正常ならば、出力チャンネルの出力電圧が診断用電圧とならない。すなわち、複数ビット信号を構成する論理のうち１つでも固着しているものがあれば、マルチプレクサに関する異常が生じている旨診断する。このため、上記発明では、マルチプレクサに関する異常を的確に検出することができる。

さらに、上記発明では、上記選択可能なチャンネルのうちマルチプレクサに関する異常診断用に２つのチャンネルのみに診断用電圧を印加する構成を採用している。このため、上記異常診断装置を構成する回路の規模の増大を抑制することもできる。

第１の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる正常時及び異常時の判定電圧を示す図。 同実施形態にかかる診断用チャンネル等の割付手法を示す図。 同実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す流れ図。 第２の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す流れ図。 第３の実施形態にかかるシステム構成図。 同実施形態にかかる正常時及び異常時の選択パターンを示す図。 同実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 同実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 同実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す流れ図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかる未使用チャンネルの割付手法を示す図。 その他の実施形態にかかるシステム構成図。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかるマルチプレクサの異常診断装置を具体化した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。

図示されるように、マルチプレクサ１０は、第０〜第７の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７（入力端子）、１つの出力チャンネルＣＯＭ（出力端子）、第０〜第７のスイッチＳＷ０〜ＳＷ７、第０〜第７の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のいずれかを出力チャンネルＣＯＭに選択的に接続すべくこれらスイッチＳＷ０〜ＳＷ７を開閉操作する選択回路１２、及びスイッチＳＷ０〜ＳＷ７を開閉操作するための第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃが入力される端子ＴＡ〜ＴＣを備えている。

詳しくは、第ｎの入力チャンネルＣＨｎ（ｎ＝０〜７）は、第ｎのスイッチＳＷｎを介して出力チャンネルＣＯＭに接続されている。

第ｍの入力チャンネルＣＨｍ（ｍ＝０，１，３，４，６，７）は、外部の信号検出対象のそれぞれに接続されている。本実施形態では、信号検出対象として、信号検出対象の取り得る出力電圧Ｖｍが電圧最小値Ｖｍｉｎ（例えば０．５Ｖ）及び電圧最大値Ｖｍａｘ（例えば４．５Ｖ）にて規定される所定の電圧範囲内となるものを想定している。このため、第ｍの入力チャンネルＣＨｍの取り得る入力電圧の範囲は、上記所定の電圧範囲となる。

第２の入力チャンネルＣＨ２は、所定の端子電圧ＶＣＣ（例えば５Ｖ）を有する電源１４に接続されている。また、第５の入力チャンネルＣＨ５は、接地されている。なお、本実施形態において、電源１４は、マルチプレクサ１０に加えて、後述するマイクロコンピュータ（以下、マイコン１８）等に給電するために共通化されたものを想定している。また、本実施形態では、接地電位を「０」とする。

ちなみに、本実施形態において、マルチプレクサ１０、後述するＡＤコンバータ１６、及びマイコン１８は、回路基板に実装されるものを想定しており、マルチプレクサ１０は、集積回路で構成されるものを想定している。このため、第ｎの入力チャンネルＣＨｎ、出力チャンネルＣＯＭ及び端子ＴＡ〜ＴＣは、集積回路の端子（ピン端子）である。

選択回路１２は、デコーダ等を備えている。選択回路１２は、第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃを入力として、例えば予め定められたシーケンスに従って、第ｎのスイッチＳＷｎを開閉操作する。

マルチプレクサ１０の出力チャンネルＣＯＭは、ＡＤコンバータ１６に接続されている。ＡＤコンバータ１６は、出力チャンネルＣＯＭから出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。

ＡＤコンバータ１６から出力されたデジタル信号（以下、判定電圧Ｖｃｏｍ）は、マイコン１８に入力される。マイコン１８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えて構成されている。マイコン１８は、判定電圧Ｖｃｏｍを監視して種々の処理を行ったり、選択回路１２を介して第ｎのスイッチＳＷｎを開閉操作すべく、第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃを選択回路１２に出力したりする。

ここで、本実施形態において、第０〜第７の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のそれぞれは、第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃからなる３ビット信号によって選択可能な８つのチャンネルのそれぞれに割り付けられている。このため、選択回路１２は、３ビット信号に基づき、出力チャンネルＣＯＭと接続する入力チャンネルを決定し、第ｎのスイッチＳＷｎのうち上記決定された入力チャンネルに対応するスイッチを閉操作し、残余の入力チャンネルに対応するスイッチを開操作する。

ところで、マルチプレクサ１０に関する異常が生じることがある。マルチプレクサ１０に関する異常には、固着異常及びピン間短絡異常が含まれる。ここで、固着異常は、第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃのうちいずれかの論理が固定されて反転しなくなる異常である。固着異常は、例えば、端子ＴＡ〜ＴＣや、端子ＴＡ〜ＴＣ及びマイコン１８を接続する電気経路に開故障が生じたり、選択回路１２やマイコン１８に異常が生じたりすることで生じ得る。また、ピン間短絡異常は、端子ＴＡ〜ＴＣのうちいずれか２つが短絡する異常である。

こうした異常が生じると、マイコン１８によって監視される判定電圧Ｖｃｏｍは、図２に示すように、マルチプレクサ１０の正常時における判定電圧Ｖｃｏｍからずれ得る。ここで、図２には、各入力チャンネルに対応する３ビット信号を構成する論理と、上記正常時における各入力チャンネルに対応する判定電圧Ｖｃｏｍと、マルチプレクサ１０に関する異常時における各入力チャンネルに対応する判定電圧Ｖｃｏｍとを示した。図中、網掛けした部分は、実際の判定電圧Ｖｃｏｍが上記正常時の判定電圧Ｖｃｏｍからずれていることを示している。マルチプレクサ１０に関する異常が生じると、マイコン１８における種々の処理が適切に行われなくなる等の不都合が生じ得る。

こうした問題に対処すべく、マイコン１８は、上記判定電圧Ｖｃｏｍに基づきマルチプレクサ１０に関する異常が生じているか否かを診断する異常診断処理を行う。以下、異常診断処理を行うための前提となる診断用チャンネルの割り付け手法を説明した後、この処理について説明する。

まず、図３を用いて、上記診断用チャンネルの割り付け手法について説明する。ここで、図３は、第１〜第３の操作信号Ａ〜Ｃからなる３ビット信号によって選択可能な８つのチャンネルＣ０〜Ｃ７を、各入力チャンネル及び診断用チャンネルに割り付けたものである。

図示されるように、本実施形態では、３ビット信号によって選択可能な８つのチャンネルＣ０〜Ｃ７のそれぞれを第０〜第７の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のそれぞれに割り付ける。そして、これら入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のうち、第２，第５の入力チャンネルＣＨ２，ＣＨ５を診断用チャンネルとして兼用している。診断用チャンネルとして第２，第５の入力チャンネルＣＨ２，ＣＨ５を採用したのは、これら診断用チャンネルに関係付けられた２つの３ビット信号の論理が互いに排他的となっている（３ビット信号の論理が互いに反転されている）からである。なお、本実施形態において、先の図１に示したように、第２の入力チャンネルＣＨ２が電源１４に接続されてかつ第５の入力チャンネルＣＨ５が接地されているのは、第２，第５の入力チャンネルＣＨ２，ＣＨ５を診断用チャンネルとするためである。

続いて、図４を用いて、本実施形態にかかる異常診断処理の手順を説明する。この処理は、マイコン１８によって、例えば、第０〜第７のスイッチＳＷ０〜ＳＷ７の開閉操作に関するシーケンスのＮサイクル毎（Ｎは整数）に実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、出力チャンネルＣＯＭの接続対象として診断用チャンネルである第２の入力チャンネルＣＨ２を選択すべく、第１の操作信号Ａ及び第３の操作信号Ｃの論理を「Ｌ」としてかつ、第２の操作信号Ｂの論理を「Ｈ」とする。これにより、第０〜第７のスイッチＳＷ０〜ＳＷ７のうち第２のスイッチＳＷ２のみが閉操作される。

続くステップＳ１２では、判定電圧Ｖｃｏｍが第１の規定電圧Ｖα（例えば４．５Ｖ）を上回るか否かを判断する。ここで、第１の規定電圧Ｖαは、上記電圧最大値Ｖｍａｘ以上の電圧であってかつ電源１４の端子電圧ＶＣＣ未満の電圧に設定されている。なお、本実施形態において、電源１４の端子電圧ＶＣＣが診断用電圧に相当する。

ステップＳ１２において否定判断された場合には、判定電圧Ｖｃｏｍが診断用電圧と異なると判断し、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、マルチプレクサ１０に関する異常が生じている旨診断する。なお、この処理と併せて、その旨をユーザに通知する処理を行うことが望ましい。

一方、上記ステップＳ１２において肯定判断された場合には、ステップＳ１６に進み、出力チャンネルＣＯＭの接続対象として診断用チャンネルである第５の入力チャンネルＣＨ５を選択すべく、第１の操作信号Ａ及び第３の操作信号Ｃの論理を「Ｈ」に切り替えてかつ、第２の操作信号Ｂの論理を「Ｌ」に切り替える。すなわち、これら操作信号のそれぞれの論理を反転させる。これにより、第０〜第７のスイッチＳＷ０〜ＳＷ７のうち第５のスイッチＳＷ５のみが閉操作される。

続くステップＳ１８では、判定電圧Ｖｃｏｍが第２の規定電圧Ｖβ（例えば０．５Ｖ）を下回るか否かを判断する。ここで、第２の規定電圧Ｖβは、接地電圧「０」よりも高い電圧であってかつ上記電圧最小値Ｖｍｉｎ以下の電圧に設定されている。なお、本実施形態において、上記接地電圧「０」が診断用電圧に相当する。

ステップＳ１８において否定判断された場合には、判定電圧Ｖｃｏｍが診断用電圧と異なると判断する。すなわち、上記ステップＳ１６の処理によって３ビット信号を構成する論理が全て反転していないと判断する。そして、上記ステップＳ１４に進み、マルチプレクサ１０に関する異常が生じている旨診断する。

一方、上記ステップＳ１８において肯定判断された場合には、ステップＳ２０に進み、マルチプレクサ１０に関する異常が生じていない（マルチプレクサ１０が正常である）旨診断する。

なお、ステップＳ１４、Ｓ２０の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果を得られるようになる。

（１）８つの入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のうち診断用チャンネルを兼用する第２，第５の入力チャンネルＣＨ２，ＣＨ５の入力電圧を、上記所定の電圧範囲外の「ＶＣＣ」，「０」に設定した。そして、出力チャンネルＣＯＭの接続対象として第２の入力チャンネルＣＨ２が選択された場合の判定電圧Ｖｃｏｍが第１の規定電圧Ｖα以下であると判断されたとき、又は、第５の入力チャンネルＣＨ５が選択された場合の判定電圧Ｖｃｏｍが第２の規定電圧Ｖβ以上であると判断されたとき、マルチプレクサ１０に関する異常が生じている旨診断する異常診断処理を行った。このため、全ての入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７についての異常の有無を的確に診断することができる。これにより、マルチプレクサ１０に関する異常を的確に検出することができる。

さらに、８つの入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ７のうちマルチプレクサ１０の診断用に２つの入力チャンネルのみを診断用チャンネルとする構成とした。このため、マルチプレクサ１０の異常診断装置を構成する回路の規模の増大を抑制することができ、ひいては上記装置のコストの増大を抑制することもできる。

（２）第２の入力チャンネルＣＨ２にマイコン１８等に給電するための共通の電源１４を接続し、また、第５の入力チャンネルＣＨ５を接地した。このため、マルチプレクサ１０に関する異常診断用に新たな電源を備えることなく上記異常診断処理を行うことができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、異常診断処理の手法を変更する。

図５に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。なお、図５において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態では、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５には、外部の信号検出対象が接続されている。すなわち、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５は、互いに短絡されている。

なお、本実施形態において、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５に接続される信号検出対象の取り得る出力電圧Ｖ２は、上記電圧最小値Ｖｍｉｎ及び電圧最大値Ｖｍａｘにて規定される所定の電圧範囲内となる。

図６に、本実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す。この処理は、マイコン１８によって、例えば、第０〜第７のスイッチＳＷ０〜ＳＷ７の開閉操作に関するシーケンスのＮサイクル毎（Ｎは整数）に実行される。なお、図６において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、ステップＳ１０の完了後、ステップＳ２２において、第１の格納用パラメータＶｃ１に判定電圧Ｖｃｏｍを格納する。

ステップＳ２２の完了後、ステップＳ１６を経由してステップＳ２４に進む。ステップＳ２４では、第２の格納用パラメータＶｃ２に判定電圧Ｖｃｏｍを格納する。

続くステップＳ２６では、第１の格納用パラメータＶｃ１と第２の格納用パラメータＶｃ２とが同一であるか否かを判断する。この処理は、マルチプレクサ１０に関する異常が生じているか否かを診断するための処理である。なお、本実施形態において、第２の入力チャンネルＣＨ２の入力電圧Ｖ２が診断用電圧に相当する。このため、本ステップにおいて否定判断される状況は、第２の入力チャンネルＣＨ２を選択した場合の判定電圧Ｖｃｏｍ及び第５の入力チャンネルＣＨ５を選択した場合の判定電圧Ｖｃｏｍのうちいずれかが診断用電圧でないと判断される状況である。

ステップＳ２６において否定判断された場合には、ステップＳ１４に進む。一方、上記ステップＳ２６において肯定判断された場合には、ステップＳ２０に進む。

なお、ステップＳ１４、Ｓ２０の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５同士を短絡させる構成を前提として、先の図６に示す異常診断処理を行った。こうした構成によれば、上記第１の実施形態の（１）の効果に加えて、診断用チャンネルを１つにでき、外部の信号検出対象と接続可能な入力チャンネル数が異常診断処理のために減少することを抑制できるといった効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、異常診断処理の手法を変更する。

図７に、本実施形態にかかるシステムの全体構成を示す。なお、図７において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。

図示されるように、本実施形態にかかるマルチプレクサ１０は、４ビット信号によって動作される。詳しくは、マルチプレクサ１０は、第０〜第９の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ９、第０〜第１１のスイッチＳＷ０〜ＳＷ１１、これらスイッチＳＷ０〜ＳＷ１１を開閉操作する選択回路１２、及びこれらスイッチＳＷ０〜ＳＷ１１を開閉操作するための第１〜第４の操作信号Ａ〜Ｄが入力される端子ＴＡ〜ＴＤを備えている。

第ｐの入力チャンネルＣＨｐ（ｐ＝０〜９）は、第ｐのスイッチＳＷｐを介して出力チャンネルＣＯＭに接続されている。また、第ｐの入力チャンネルＣＨｐは、外部の信号検出対象にそれぞれに接続されている。本実施形態では、信号検出対象として、上記第１の実施形態と同様に、信号検出対象の取り得る出力電圧Ｖｐが電圧最小値Ｖｍｉｎ及び電圧最大値Ｖｍａｘにて規定される所定の電圧範囲内となるものを想定している。

出力チャンネルＣＯＭは、第１０のスイッチＳＷ１０及び第１１のスイッチＳＷ１１の並列接続体を介して端子電圧ＶＣＣを有する電源２０に接続されている。

マイコン１８は、選択回路１２を介して第ｐのスイッチＳＷｐを開閉操作すべく、第１〜第４の操作信号Ａ〜Ｄを選択回路１２に出力する。

次に、異常診断処理を行うための前提となる本実施形態にかかる診断用チャンネル等の割り付け手法について説明する。

本実施形態では、まず、診断用チャンネルを割り付ける。詳しくは、４ビット信号を用いることから、２つの診断用チャンネルを、図８に示すように、４ビット信号によって選択可能な１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち互いに論理が排他的となる２つのチャンネルに割り付ける。本実施形態では、２つの診断用チャンネルをチャンネルＣ５，Ｃ１０に割り付けた。ここで、図８には、各チャンネルに対応する４ビット信号を構成する論理と、マルチプレクサ１０に関する異常時におけるチャンネルの誤選択パターンとを示した。図中、網掛けした部分は、チャンネルの誤選択が生じることを示している。なお、本実施形態において、チャンネルＣ５に対応する診断用チャンネルを「ＣＨ１０」で示し、チャンネルＣ１０に対応する診断用チャンネルを「ＣＨ１１」で示している。

続いて、入力チャンネルを割り付ける。

本実施形態では、入力チャンネルを診断用チャンネルとして兼用せず、また、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち診断用チャンネルＣＨ１０，ＣＨ１１に割り付けられた２つのチャンネル以外のチャンネルの全てを入力チャンネルに割り付けない構成を採用している。すなわち、４ビット信号によって選択可能なチャンネル数よりも入力チャンネル数の方が少ない。ここで、本実施形態において、入力チャンネルが１０個であることから、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち入力チャンネル及び診断チャンネルのいずれにも割り付けられない未使用チャンネルが４個存在することとなる。以下、図９及び図１０を用いて、本実施形態にかかる入力チャンネル及び未使用チャンネルの割り付け手法について詳述する。

図９は、マルチプレクサ１０に関する異常が生じた場合において、出力チャンネルＣＯＭの接続対象として診断用チャンネルが選択されたときに取り得るチャンネルを示したものである。なお、図中、未使用チャンネル候補とは、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち、マルチプレクサ１０に関する異常が生じた場合において出力チャンネルＣＯＭの接続対象として診断用チャンネルが選択されたときに取り得ないチャンネルのことである。

図示されるように、本実施形態では、入力チャンネル及び未使用チャンネルの割り付けにおいて、６つの未使用チャンネル候補のうち４つに未使用チャンネルを割り付けるとの条件（以下、誤選択回避条件）を課している。この条件は、マルチプレクサ１０に関する異常診断の精度を高めるためのものである。

つまり、未使用チャンネルが選択された場合においてマイコン１８によって把握される判定電圧Ｖｃｏｍは、不定となり得、例えば、電源２０の端子電圧ＶＣＣと同じ電圧となり得る。このため、マルチプレクサ１０に関する異常が生じた場合において、出力チャンネルＣＯＭの接続対象として診断用チャンネルが選択されたときに取り得るチャンネルに未使用チャンネルを割り付けると、マルチプレクサ１０に関する異常が生じているにもかかわらず、後述する図１１の異常診断処理によって上記異常が生じていない旨誤診断されるおそれがある。こうした事態を回避すべく、誤選択回避条件を課している。

図１０（ａ）に、本実施形態にかかる診断用チャンネルＣＨ１０，ＣＨ１１の割り付けと併せて、先の図９に示した未使用チャンネル候補について示した。ここで、上記誤選択回避条件を課しつつ入力チャンネル及び未使用チャンネルを割り付けるには、下式（ｅ１）を満たすことが要求される。

「未使用チャンネル候補数」≧「未使用チャンネル数」 …（ｅｑ１）
「未使用チャンネル数」＝「２＾（操作信号のビット数）」
−「入力チャンネル数」−「診断用チャンネル数」
本実施形態では、操作信号のビット数が「４」、入力チャンネル数が「１０」、診断用チャンネル数が「２」であることから、未使用チャンネル数は「４」となる。ここで、図１０（ａ）に示すように、未使用チャンネル候補数が「６」であることから、上式（ｅｑ１）を満たす。このため、本実施形態では、上記誤選択回避条件を課しつつ入力チャンネル及び未使用チャンネルを割り付けることができる。なお、本実施形態では、図１０（ｂ）に示すように、６個の未使用チャンネル候補Ｃ０，Ｃ３，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１２，Ｃ１５のうちチャンネルＣ６，Ｃ９，Ｃ１２，Ｃ１５に未使用チャンネルを割り付けた。そして、第０〜第９の入力チャンネルＣＨ０〜ＣＨ９を、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち診断用チャンネルＣＨ１０，ＣＨ１１に割り付けられたチャンネル及び未使用チャンネル以外の１０個のチャンネルＣ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４に割り付けた。

図１１に、本実施形態にかかる異常診断処理の手順を示す。この処理は、マイコン１８によって、例えば、第０〜第９のスイッチＳＷ０〜ＳＷ９の開閉操作に関するシーケンスのＮサイクル毎（Ｎは整数）に実行される。なお、図１１において、先の図４に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ２８において、出力チャンネルＣＯＭの接続先として診断用チャンネルである第１０の入力チャンネルＣＨ１０を選択すべく、第１の操作信号Ａ及び第３の操作信号Ｃの論理を「Ｈ」としてかつ、第２の操作信号Ｂ及び第４の操作信号Ｄの論理を「Ｌ」とする。これにより、第０〜第１１のスイッチＳＷ０〜ＳＷ１１のうち第１０のスイッチＳＷ１０のみが閉操作される。

続くステップＳ３０では、第３の格納用パラメータＶｃ３に判定電圧Ｖｃｏｍを格納する。

続くステップＳ３２では、出力チャンネルＣＯＭの接続先として診断用チャンネルである第１１の入力チャンネルＣＨ１１を選択すべく、第１の操作信号Ａ及び第３の操作信号Ｃの論理を「Ｌ」に切り替えてかつ、第２の操作信号Ｂ及び第４の操作信号Ｄの論理を「Ｈ」に切り替える。これにより、第０〜第１１のスイッチＳＷ０〜ＳＷ１１のうち第１１のスイッチＳＷ１１のみが閉操作される。

続くステップＳ３４では、第４の格納用パラメータＶｃ４に判定電圧Ｖｃｏｍを格納する。

続くステップＳ３６では、第３の格納用パラメータＶｃ３が電源２０の端子電圧ＶＣＣであるか否かを判断する。この処理は、マルチプレクサ１０に関する異常が生じているか否かを診断するための処理である。なお、本実施形態において、電源２０の端子電圧ＶＣＣが診断用電圧に相当する。このため、本ステップにおいて否定判断される状況は、診断用チャンネルＣＨ１０を選択した場合の判定電圧Ｖｃｏｍが診断用電圧でないと判断される状況である。

ステップＳ３６において否定判断された場合には、ステップＳ１４に進む。

一方、上記ステップＳ３６において肯定判断された場合には、ステップＳ３８に進み、第４の格納用パラメータＶｃ４が電源２０の端子電圧ＶＣＣであるか否かを判断する。この処理は、上記ステップＳ３６の処理と同じ趣旨で設けられる処理である。

ステップＳ３８において否定判断された場合には、上記ステップＳ１４に進む。一方、上記ステップＳ３８において肯定判断された場合には、ステップＳ２０に進む。

なお、ステップＳ１４、Ｓ２０の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態の（１）の効果に加えて、更に以下の効果を得られるようになる。

（３）４ビット信号によって選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ１５）数よりも入力チャンネル数が少ない構成を採用した。そして、診断用チャンネルＣＨ１０，ＣＨ１１をマルチプレクサ１０の内部に設けた。こうした構成によれば、例えば、マルチプレクサ１０を構成する集積回路のピン端子の設置数に制約がある場合であっても、診断用チャンネルを設けることができる。また、診断用チャンネルのために入力チャンネルが少なくなることも抑制できる。

（４）誤選択回避条件を課しつつ入力チャンネル及び未使用チャンネルを割り付けた。これにより、マルチプレクサ１０に関する異常診断の精度を高めることができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・診断用チャンネルの割り付け手法としては、上記第１の実施形態に例示したものに限らない。要は、上記第１の実施形態で例示したものを除き、３ビット信号によって選択可能な８つのチャンネルＣ０〜Ｃ８のうち互いに論理が排他的となる２つのチャンネルに診断用チャンネルを割り付ければよい。具体的には、例えば、先の図３に示すように、第０の入力チャンネルＣＨ０及び第７の入力チャンネルＣＨ７同士を診断用チャンネルとしたり、第１の入力チャンネルＣＨ１及び第６の入力チャンネルＣＨ６同士を診断用チャンネルとしたり、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５同士を診断用チャンネルとしたりすればよい。

・操作信号のビット数としては、「２」以上の整数（「３」及び「４」を除く）であってもよい。ここで、２ビット信号を用いる場合、２ビット信号によって選択可能なチャンネルは４つとなる。このため、これらチャンネルのそれぞれを４つの入力チャンネルのそれぞれに割り付け、これら入力チャンネルのうち２つを診断用チャンネルとして兼用してもよい。

・上記第１の実施形態の図４において、ステップＳ１２の処理を、判定電圧Ｖｃｏｍが電源１４の端子電圧ＶＣＣであるか否かを判断する処理に置き換え、ステップＳ１８の処理を、判定電圧Ｖｃｏｍが接地電圧「０」であるか否かを判断する処理に置き換えてもよい。

・診断用電圧の設定手法としては、上記第３の実施形態に例示したものに限らない。

例えば、診断用チャンネルＣＨ１０，ＣＨ１１のそれぞれの入力電圧である診断用電圧を「０」に設定してもよい。これは、第１０のスイッチＳＷ１０及び第１１のスイッチＳＷ１１のそれぞれの両端のうち出力チャンネルＣＯＭと反対側を接地することで実現できる。

また、例えば、２つの診断用電圧を上記所定の電圧範囲（Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘ）外に設定することを条件として、これら診断用電圧を互いに相違させてもよい。

・信号検出対象の取り得る電圧範囲としては、マルチプレクサ１０に入力可能な電圧範囲（例えば、０〜５Ｖ）において１つの連続した電圧範囲（例えば、０．５〜４．５Ｖ）に限らず、複数に分割された電圧範囲であってもよい。ここで、上記第１の実施形態において、例えば、２つに分割された電圧範囲（例えば、Ｖ０，Ｖ１，Ｖ３＝「０．５〜２Ｖ」、Ｖ４，Ｖ６，Ｖ７＝「３〜４．５Ｖ」）となる構成の場合、診断用電圧である接地電圧及び電源１４の端子電圧ＶＣＣのうちいずれか１つを、上記分割された電圧範囲に挟まれる電圧（例えば、２．５Ｖ）に置き換えてもよい。この場合、診断用チャンネルの切り替え前後における入力電圧の差を小さくできることから、切り替え前の出力チャンネルＣＯＭの出力電圧が切り替え後の出力チャンネルＣＯＭの出力電圧に及ぼす影響を抑制することができる。

・上記第２の実施形態において、３ビット信号によって選択可能な８つのチャンネルＣ０〜Ｃ７のうち一部であってかつ少なくとも３つを入力チャンネルに割り付けてもよい。この場合、８つのチャンネルＣ０〜Ｃ７のうち入力チャンネルに割り付けられなかったチャンネルを、例えば未使用チャンネルに割り付けてもよい。

・診断用チャンネルの割り付け手法としては、上記第３の実施形態に例示したものに限らない。

例えば、図１２に示すように、４ビット信号によって選択可能な１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち互いに論理が排他的となるチャンネルである２つのチャンネルＣ２，Ｃ１３を診断用チャンネルに割り付けてもよい。この場合、未使用チャンネル候補数と未使用チャンネル数とが「４」で同一となり、上式（ｅｑ１）を満たす。このため、図１３に示すように、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち１０個の入力チャンネルと２つの診断用チャンネルとを一意的に割り付けることができる。

また、例えば、上記１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち診断用チャンネルを、図１４に示すようにチャンネルＣ３，Ｃ１２に割り付けたり、図１５に示すようにチャンネルＣ４，Ｃ１１に割り付けたり、図１６に示すようにチャンネルＣ６，Ｃ９に割り付けたりしてもよい。これらの場合も、未使用チャンネル候補数と未使用チャンネル数とが「４」で同一となることから、１６個のチャンネルＣ０〜Ｃ１５のうち１０個の入力チャンネルと２つの診断用チャンネルとを一意的に割り付けることができる。

なお、診断用チャンネルをチャンネルＣ１，Ｃ１４に割り付けた場合には、図１７に示すように、未使用チャンネル候補数が「２」となり、上式（ｅｑ１）を満たさない。この場合、誤選択回避条件を課しつつ入力チャンネル及び未使用チャンネルを割り付けることができない。

・上記第３の実施形態において、マルチプレクサ１０の入力チャンネルと接続される信号検出対象が９個となる場合、１０個の入力チャンネルのうち１つを接地してもよい。ここで、図１８には、第９の入力チャンネルＣＨ９を接地する構成を示した。この場合であっても、複数の入力チャンネルの入力電圧が診断用電圧と異なる電圧に設定されることから、先の図１１に示した異常診断処理によってマルチプレクサ１０に関する異常の有無を診断することができる。なお、図１８において、先の図７に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。

・上記第２の実施形態において、第２の入力チャンネルＣＨ２及び第５の入力チャンネルＣＨ５に接続される信号検出対象の取り得る出力電圧Ｖ２を上記電圧最小値Ｖｍｉｎ及び電圧最大値Ｖｍａｘにて規定される所定の電圧範囲外としてもよい。また、上記第３の実施形態において、電源２０の端子電圧ＶＣＣを上記所定の電圧範囲内としてもよい。

・上記各実施形態では、異常診断処理の実行主体をマイコン１８としたがこれに限らない。例えば、マルチプレクサ１０内部に上記処理のための集積回路を備え、この回路を実行主体としてもよい。

１０…マルチプレクサ、１８…マイコン。

Claims (7)

1. 複数ビット信号（Ａ〜Ｃ／Ａ〜Ｄ）によって選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ７／Ｃ０〜Ｃ１５）の少なくとも２つ以上（Ｃ０〜Ｃ７／Ｃ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５／Ｃ０，Ｃ３，Ｃ５〜Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５）を入力チャンネル（ＣＨ０〜ＣＨ７／ＣＨ０〜ＣＨ９）に割り付け、前記複数ビット信号に基づき複数の前記入力チャンネルのいずれかを出力チャンネル（ＣＯＭ）に選択的に接続するマルチプレクサ（１０）に適用され、
   前記選択可能なチャンネルのうち論理が互いに反転されている２つの前記ビット信号と関係付けられた２つのチャンネル（Ｃ２，Ｃ５／Ｃ５，Ｃ１０／Ｃ２，Ｃ１３／Ｃ３，Ｃ１２／Ｃ４，Ｃ１１／Ｃ６，Ｃ９）は、診断用チャンネル（ＣＨ２，ＣＨ５／ＣＨ１０，ＣＨ１１）に割り付けられ、
   前記診断用チャンネルの入力電圧は、診断用電圧（ＶＣＣ，０／Ｖ２／ＶＣＣ）に設定され、
   前記出力チャンネルの接続対象として２つの前記診断用チャンネルを順次選択した場合において、２つの該診断用チャンネルの一方が選択されたときの前記出力チャンネルの出力電圧と、他方が選択されたときの該出力チャンネルの出力電圧とのうちいずれか（Ｖｃｏｍ）が前記診断用電圧と異なると判断されたことに基づき、前記マルチプレクサに関する異常が生じている旨診断する処理を行う診断手段を備えることを特徴とするマルチプレクサの異常診断装置。
2. 複数の前記入力チャンネル（ＣＨ０〜ＣＨ９）は、前記選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ１５）のうち一部であってかつ少なくとも２つ以上（Ｃ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５／Ｃ０，Ｃ３，Ｃ５〜Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５）に割り付けられ、
   前記診断用チャンネル（ＣＨ１０，ＣＨ１１）は、前記選択可能なチャンネルのうち複数の前記入力チャンネルに割り付けられたチャンネル以外のチャンネル（Ｃ５，Ｃ１０／Ｃ２，Ｃ１３／Ｃ３，Ｃ１２／Ｃ４，Ｃ１１／Ｃ６，Ｃ９）に割り付けられていることを特徴とする請求項１記載のマルチプレクサの異常診断装置。
3. 複数の前記入力チャンネル（ＣＨ０〜ＣＨ９）は、前記選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ１５）のうち一部であってかつ少なくとも２つ以上（Ｃ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ０，Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１４，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５／Ｃ０，Ｃ３，Ｃ５〜Ｃ１０，Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５）に割り付けられ、
   前記選択可能なチャンネルのうち複数の前記入力チャンネル及び前記診断用チャンネル（ＣＨ１０，ＣＨ１１）に割り付けられたチャンネル（Ｃ０〜Ｃ５，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ０〜Ｃ３，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０，Ｃ１２〜Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１〜Ｃ１５／Ｃ０，Ｃ３〜Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ０〜Ｃ２，Ｃ４，Ｃ６〜Ｃ９，Ｃ１１，Ｃ１３〜Ｃ１５）以外のチャンネルを未使用チャンネル（Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１２，Ｃ１５／Ｃ４，Ｃ７，Ｃ８，Ｃ１１／Ｃ５，Ｃ６，Ｃ９，Ｃ１０／Ｃ１，Ｃ２，Ｃ１３，Ｃ１４／Ｃ３，Ｃ５，Ｃ１０，Ｃ１２）と定義し、
   前記未使用チャンネルは、前記選択可能なチャンネルのうち、前記マルチプレクサに関する異常が生じた場合において前記出力チャンネルの接続対象として前記診断用チャンネルが選択されたときに取り得ないチャンネルに割り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のマルチプレクサの異常診断装置。
4. ２つの前記診断用チャンネル（ＣＨ１０，ＣＨ１１）の前記診断用電圧は、互いに同じ電圧（ＶＣＣ）に設定され、
   前記診断手段は、前記診断する処理を、２つの前記診断用チャンネルの一方が選択された場合の前記出力チャンネルの出力電圧と、他方が選択された場合の該出力チャンネルの出力電圧とが同一でないと判断されたことに基づき、前記異常が生じている旨診断することで行うことを特徴とする請求項２又は３記載のマルチプレクサの異常診断装置。
5. 複数の前記入力チャンネル（ＣＨ０〜ＣＨ７）は、前記選択可能なチャンネル（Ｃ０〜Ｃ７）の少なくとも３つ以上に割り付けられ、
   ２つの前記診断用チャンネル（ＣＨ２，ＣＨ５）は、複数の前記入力チャンネルのうちいずれか２つと兼用されてかつ、互いに短絡され、
   前記診断手段は、前記診断する処理を、２つの前記診断用チャンネルの一方が選択された場合の前記出力チャンネルの出力電圧と、他方が選択された場合の該出力チャンネルの出力電圧とが同一でないと判断されたことに基づき、前記異常が生じている旨診断することで行うことを特徴とする請求項１記載のマルチプレクサの異常診断装置。
6. 前記診断用電圧は、複数の前記入力チャンネルのうち前記診断用チャンネル以外の入力チャンネルのそれぞれの入力電圧（Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘ）と異なる電圧に設定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマルチプレクサの異常診断装置。
7. 複数の前記入力チャンネルのうち前記診断用チャンネル以外の入力チャンネルのそれぞれの入力電圧は、所定の電圧範囲（Ｖｍｉｎ〜Ｖｍａｘ）内に設定され、
   前記診断用電圧は、前記所定の電圧範囲外に設定されていることを特徴とする請求項６記載のマルチプレクサの異常診断装置。

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