JP6680546B2 - 計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数のセンサからのデータを収集する計測装置に関する。

従来、車両が実際に道路を走行している状態において内燃機関から排出される排気ガス中に含まれるＮＯｘ濃度を計測するために、車両にＮＯｘセンサとデータ収集装置とを搭載した計測装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２０００−８８７１１号公報

排気ガス中のＮＯｘ濃度に加えアンモニア濃度および酸素濃度など複数のガス濃度を計測するために、複数のセンサからのデータを一括して収集して処理する機能が予め組み込まれた計測装置は、複数のスロットを備え、センサからの出力を取得する計測モジュールを任意のスロットに接続可能に構成されている。

このように構成された計測装置は、計測モジュールが接続されているスロットを特定する必要があるとともに、スロットに接続されている計測モジュールが出力を取得するセンサの種類を特定する必要がある。

本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、計測モジュールが接続されているスロットと、スロットに接続されている計測モジュールのセンサの種類とを特定することを可能とする技術を提供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発明は、センサと１対１の関係で接続され、センサから出力されるセンサ出力を取得し外部に出力する複数の計測モジュールと、複数の計測モジュールのそれぞれから出力されたデータを収集する本体部とを備える計測装置である。

そして本体部は、筐体と、複数の接続コネクタと、格納手段とを備える。筐体は、内部に複数の計測モジュールを着脱可能に収容する。複数の接続コネクタは、筐体の内部に設置されて計測モジュールと着脱可能に接続され、互いに同一の形状を有し、予め設定された配列方向に沿って配置される。格納手段は、複数の接続コネクタのそれぞれに設置され、設置されている接続コネクタを識別するためのコネクタ識別情報を格納する。

計測モジュールは、コネクタ識別手段と、送信手段とを備える。コネクタ識別手段は、複数の接続コネクタのうちの１つの接続コネクタに接続されると、接続された接続コネクタに対応した格納手段により格納されているコネクタ識別情報を取得し、取得したコネクタ識別情報に基づいて、接続されている接続コネクタを識別する。送信手段は、コネクタ識別手段により識別された接続コネクタを示す接続コネクタ情報と、計測モジュールに接続されているセンサの種類を示すセンサ情報とを含む送信データを接続コネクタを介して本体部へ送信する。

このように構成された本発明の計測装置では、計測モジュールが、接続コネクタに接続されることにより格納手段からコネクタ識別情報を取得して、接続されている接続コネクタを識別し、接続コネクタを示す接続コネクタ情報と、センサの種類を示すセンサ情報とを含む送信データを本体部へ送信する。このため、本発明の計測装置は、本体部側で、計測モジュールが接続されている接続コネクタと、接続コネクタに接続されている計測モジュールがセンサ出力を取得するセンサの種類とを特定することを可能とする。

また本発明の計測装置では、送信データが、少なくとも、送信データを識別するための送信データ識別情報を含み、計測モジュールが、識別情報設定手段を備えるようにしてもよい。識別情報設定手段は、接続コネクタ情報とセンサ情報との組み合わせに応じて、組み合わせ毎に異なる送信データ識別情報を設定する。これにより、本発明の計測装置は、送信データ識別情報の中に接続コネクタ情報とセンサ情報を含めることができる。このため、本発明の計測装置は、送信データに接続コネクタ情報とセンサ情報を含めることに起因して送信データのデータ量が増加するのを抑制することができる。

また本発明の計測装置では、接続コネクタが、計測モジュールが接続されている接続コネクタを識別するために、計測モジュールに接続される１つまたは複数のコネクタ識別端子を備えるようにしてもよい。そして本発明の計測装置では、格納手段が、１つまたは複数のコネクタ識別端子のそれぞれについて、複数の接続コネクタ毎に異なる組み合わせで、コネクタ識別端子に印加される電圧を設定することにより、コネクタ識別情報を格納するようにしてもよい。または、本発明の計測装置では、格納手段が、電圧が印加されるコネクタ識別端子と電圧が印加されないコネクタ識別端子とを設定することにより、コネクタ識別情報を格納するようにしてもよい。

これにより、本発明の計測装置は、複数の接続コネクタ毎に電圧を検出するという簡便な方法によって、計測モジュールに接続されている接続コネクタを識別することができる。

また本発明の計測装置では、接続コネクタは、計測モジュールが接続されている接続コネクタを識別するために、計測モジュールに接続される２つのコネクタ識別端子を備えるようにしてもよい。そして本発明の計測装置では、格納手段が、一端と他端がそれぞれ２つのコネクタ識別端子に接続される抵抗器を備え、接続コネクタ毎に異なるように抵抗器の抵抗値を設定することにより、コネクタ識別情報を格納するようにしてもよい。

これにより、本発明の計測装置は、２つのコネクタ識別端子の間に接続されている抵抗器の抵抗値を検出することで、計測モジュールに接続されている接続コネクタを識別することができる。このため、本発明の計測装置は、接続されている接続コネクタを識別するために必要なコネクタ識別端子の数を２個に抑えることができる。

計測装置１の斜視図である。 モジュール３とセンサ６の斜視図である。 メインユニット２の斜視図である。 メインユニット２とモジュール３の構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけるモジュール接続コネクタ６１〜６６とユニット接続コネクタ２４の構成を示す図である。 スロット識別テーブルＴＢ１を示す図である。 データフレームの構造を示す図である。 第１実施形態のスロット識別処理を示すフローチャートである。 ＩＤ設定テーブルＴＢ２を示す図である。 第２実施形態におけるモジュール接続コネクタ６１〜６６とユニット接続コネクタ２４の構成を示す図である。 第２実施形態のスロット識別処理を示すフローチャートである。

（第１実施形態）
以下に本発明の実施形態を図面とともに説明する。
本発明が適用された実施形態の計測装置１は、図１に示すように、１台のメインユニット２と、４台のモジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄとを備える。以下、モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを代表した１台のモジュールをモジュール３という。

メインユニット２は、筐体１１と、取手１２とを備える。
筐体１１は、直方体（本実施形態では、例えば高さ３０ｃｍ×幅４０ｃｍ×奥行３０ｃｍ）の箱形状に形成されており、その内部に、メインユニット２の構成要素とモジュール３を収容する。

筐体１１の直方体を構成する６面のうちの正面に、矩形状の開口部１１ａが形成されており、この開口部１１ａからモジュール３を挿入することにより、モジュール３が筐体１１の内部に収納される。

取手１２は、筐体１１の直方体を構成する６面のうちの上面に取り付けられている。メインユニット２の使用者は、取手１２を把持することにより、メインユニット２を持ち運ぶことができる。

モジュール３ａは、その内部にディーゼルエンジンの排気ガスの一部を導入し、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる粒子状物質（Particulate Matter）の量を計測する装置である。モジュール３ｂは、ＮＯｘセンサを用いて、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を計測する装置である。モジュール３ｃは、アンモニアセンサを用いて、排気ガス中に含まれるアンモニアの濃度を計測する装置である。モジュール３ｄは、空燃比センサを用いて、排気ガスの空燃比を計測する装置である。

モジュール３は、ケース２１、取付板２２、案内レール２３、ユニット接続コネクタ２４およびセンサ接続コネクタ２５を備える。
ケース２１は、直方体の箱形状に形成されており、その内部に、モジュール３の構成要素を収容する。

ケース２１の高さＨｃと奥行Ｄｃは、モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが水平方向に沿って整列して筐体１１の内部に収納されるように、モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで同一の寸法となるように予め設定されている。

ケース２１の幅Ｗｃは、モジュール３の幅の最小単位となるスロット幅Ｗｓのほぼ整数倍となるように設定されている。なお、モジュール３ａの幅Ｗｃは、スロット幅の約３倍である。また、モジュール３ｂ，３ｃ，３ｄの幅Ｗｃは、スロット幅の約１倍である。

取付板２２は、矩形状の開口部１１ａの高さとほぼ同じ高さを有するとともに、ケース２１の幅Ｗｃとほぼ同じ幅を有する矩形状に形成された板状の部材である。
取付板２２は、ケース２１の直方体を構成する６面のうちの正面に取り付けられる。なお取付板２２は、取付板２２の矩形を構成する４辺のうちの上辺が、ケース２１の正面の矩形を構成する４辺のうちの上辺よりも上方に位置するように配置される。さらに取付板２２は、取付板２２の矩形を構成する４辺のうちの下辺が、ケース２１の正面の矩形を構成する４辺のうちの下辺よりも下方に位置するように配置される。

そして、取付板２２においてケース２１と接触していない部分には、モジュール３をメインユニット２の内部に収納した状態で固定するためのネジを挿入するための貫通孔２２ａが形成される。

案内レール２３は、ケース２１の直方体を構成する６面のうちの上面と下面に取り付けられる（図１では、下面に取り付けられた案内レール２３を不図示）。案内レール２３は、ケース２１の直方体を構成する正面から背面に向かう方向に沿って、上面と下面から突出するように設けられている。

ユニット接続コネクタ２４は、モジュール３をメインユニット２に接続するためのコネクタであり、ケース２１の背面に取り付けられている。ユニット接続コネクタ２４は、モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで互いに同一の形状を有している。

センサ接続コネクタ２５は、センサをモジュール３に接続するためのコネクタであり、取付板２２の正面に取り付けられている。
図２に示すように、センサ６は、センサ素子３１と、コネクタ３２と、信号ケーブル３３とを備える。センサ素子３１は、接続されるモジュール３の機能に対応した物理量を検出する。コネクタ３２は、センサ６が接続されるモジュール３のセンサ接続コネクタ２５と着脱可能に嵌め合う構造を有している。信号ケーブル３３は、センサ素子３１とコネクタ３２とを電気的に接続する信号線である。

このため、センサ６のコネクタ３２とモジュール３のセンサ接続コネクタ２５とを嵌め合わせることにより、センサ６からの検出信号がモジュール３へ入力可能となる。
モジュール３ｂ，３ｃ，３ｄに接続されるセンサ６はそれぞれ、ＮＯｘセンサ、アンモニアセンサ、空燃比センサである。なお、ＮＯｘセンサ、アンモニアセンサおよび空燃比センサは、内燃機関の排気管に直接挿入される直挿型センサである。

またメインユニット２は、図３に示すように、スロット案内溝群４１、モジュール接続コネクタ群４２およびスイッチパネル４３を備える。
スロット案内溝群４１は、予め設定された６個のスロットにそれぞれ案内するスロット案内溝５１，５２，５３，５４，５５，５６を備える。

スロット案内溝５１〜５６は、モジュール３のケース２１における上面と下面に設けられた案内レール２３と嵌め合うことが可能な凹部であり、筐体１１の直方体を構成する正面から背面に向かう方向に沿って延びるように設置される。

またスロット案内溝５１〜５６は、矩形状の開口部１１ａの矩形を構成する上辺の付近と下辺の付近に設置されている（図３では、上辺の付近に設置されたスロット案内溝５１〜５６を不図示）。

そしてスロット案内溝５１〜５６は、矩形状の開口部１１ａの矩形を構成する上辺および下辺と平行になるように予め設定されたスロット配列方向Ｄｓに沿ってスロット幅Ｗｓ毎に設置される。

このため、以下に示す手順で、スロット案内溝５１に対応するスロットにモジュール３を収容することができる。まず、筐体１１の外部から開口部１１ａ内にモジュール３を挿入するときに、モジュール３のケース２１における上面および下面に設けられた案内レール２３をそれぞれ、開口部１１ａの上辺および下辺の付近に設けられたスロット案内溝５１に嵌める。そして、案内レール２３とスロット案内溝５１とが嵌め合った状態で、スロット案内溝５１が延びている方向に沿ってモジュール３を筐体１１の内部へ移動させる。これにより、モジュール３が筐体１１内に収容される。

なお、上述の手順で、スロット案内溝５２，５３，５４，５５，５６に対応するスロットにモジュール３を収容することができる。以下、スロット案内溝５１，５２，５３，５４，５５，５６に対応するスロットをそれぞれ、第１，２，３，４，５，６スロットという。

モジュール接続コネクタ群４２は、モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６を備える。モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６はそれぞれ、第１，２，３，４，５，６スロットに収容されたモジュール３をメインユニット２に接続するためのコネクタである。以下、モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６のうちの特定の１個をモジュール接続コネクタ６ｎという（ｎ＝１，２，３，４，５，６）。

モジュール接続コネクタ６１〜６６はそれぞれ、第１〜６スロットにモジュール３が収容されている状態において、モジュール３の背面に設置されているユニット接続コネクタ２４と嵌め合うことができる位置に設置される。

スイッチパネル４３は、メインユニット２の動作を指示するための複数のスイッチと、メインユニット２の動作状況を示す複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）ランプとを備え、筐体１１の直方体を構成する６面のうちの正面に設置される。

またメインユニット２は、図４に示すように、電力供給部７１、データ入出力部７２、ＣＡＮ（Controller Area Network）インターフェース回路（以下、ＣＡＮＩ／Ｆ回路という）７３、内部メモリ７４、操作制御回路７５およびメインＣＰＵ（Central Processing Unit）７６を備える。ＣＡＮは登録商標である。

電力供給部７１は、電源コネクタ８１、ヒューズ８２、電源回路８３およびレギュレータ８４を備える。
電源コネクタ８１は、バッテリＶＢからバッテリ電圧を入力するために、バッテリＶＢと接続されるコネクタである。

ヒューズ８２は、電源コネクタ８１と、モジュール接続コネクタ６１〜６６のＶＢ端子１２１（図５を参照）との間の電源供給経路に設けられ、この電源供給経路に過大な電流が流れると溶断する。

電源回路８３は、ヒューズ８２を介してバッテリＶＢからバッテリ電圧を入力し、このバッテリ電圧から、１２Ｖの電圧を生成する。そして電源回路８３は、生成した１２Ｖ電圧を、モジュール接続コネクタ６１〜６６の１２Ｖ端子１２２（図５を参照）から出力する。

レギュレータ８４は、電源回路８３から１２Ｖ電圧を入力し、５Ｖの電圧を生成する。そしてレギュレータ８４は、生成した５Ｖ電圧を、データ入出力部７２、ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３、内部メモリ７４、操作制御回路７５、メインＣＰＵ７６およびスイッチパネル４３へ出力する。

データ入出力部７２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリモジュール９１、ＣＡＮＩ／Ｆ回路９２、ＵＳＢインターフェースモジュール９３、ＯＢＤ（On Board Diagnosis）２インターフェースモジュール９４、ＧＰＳ（Global Positioning System）インターフェースモジュール９５、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）インターフェースモジュール９６を備える。以下、ＵＳＢインターフェースモジュール９３、ＯＢＤ２インターフェースモジュール９４、ＧＰＳインターフェースモジュール９５およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈインターフェースモジュール９６をそれぞれ、ＵＳＢＩ／Ｆモジュール９３、ＯＢＤ２Ｉ／Ｆモジュール９４、ＧＰＳＩ／Ｆモジュール９５およびＢＴＩ／Ｆモジュール９６という。

またデータ入出力部７２は、ＵＳＢメモリ用コネクタ１０１、ＣＡＮ通信用コネクタ１０２、ＵＳＢ用コネクタ１０３、ＯＢＤ２用コネクタ１０４、ＧＰＳ用コネクタ１０５を備える。

ＵＳＢメモリモジュール９１は、ＵＳＢ規格に準拠した方式で、ＵＳＢメモリ用コネクタ１０１を介して接続されたＵＳＢメモリとの間でデータの送受信を行う。
ＣＡＮＩ／Ｆ回路９２は、ＣＡＮ通信プロトコルに従って、ＣＡＮ通信用コネクタ１０２を介して接続された装置（例えば、パーソナルコンピュータ８）との間でデータの送受信を行う。

ＵＳＢＩ／Ｆモジュール９３は、ＵＳＢ規格に準拠した方式で、ＵＳＢ用コネクタ１０３を介して接続された装置との間でデータの送受信を行う。
ＯＢＤ２Ｉ／Ｆモジュール９４は、ＯＢＤ２規格に準拠した方式で、ＯＢＤ２用コネクタ１０４を介して接続された装置（例えば、車載ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９）との間でデータの送受信を行う。

ＧＰＳＩ／Ｆモジュール９５は、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信するＧＰＳ受信機（不図示）をＧＰＳ用コネクタ１０５を介してメインユニット２に接続するためのインターフェースである。

ＢＴＩ／Ｆモジュール９６は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ規格に準拠した方式で近距離無線通信を行う。
ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３は、ＣＡＮ通信プロトコルに従って、モジュール接続コネクタ６１〜６６のＣＡＮ＿Ｈ端子１２４とＣＡＮ＿Ｌ端子１２５（図５を参照）に接続されたモジュール３との間でデータの送受信を行う。

内部メモリ７４は、各種データを記憶するための記憶装置である。
操作制御回路７５は、使用者がスイッチパネル４３のスイッチを介して行った入力操作を特定するための入力操作情報をメインＣＰＵ７６へ出力する。また操作制御回路７５は、メインＣＰＵ７６からの指示に基づいて、スイッチパネル４３のＬＥＤランプの動作を制御する。

メインＣＰＵ７６は、データ入出力部７２、ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３、内部メモリ７４および操作制御回路７５からの入力に基づいて各種処理を実行し、データ入出力部７２、ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３、内部メモリ７４および操作制御回路７５を制御する。

例えばメインＣＰＵ７６は、ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３を介してモジュール３から受信した計測データを、内部メモリ７４に記憶する。
またメインＣＰＵ７６は、モジュール３から受信した計測データを、ＵＳＢメモリモジュール９１に接続されたＵＳＢメモリに記憶する。

またメインＣＰＵ７６は、モジュール３から受信した計測データを、ＣＡＮＩ／Ｆ回路９２またはＵＳＢＩ／Ｆモジュール９３に接続されたパーソナルコンピュータ８へ出力する。

またメインＣＰＵ７６は、ＯＢＤ２Ｉ／Ｆモジュール９４に接続された車載ＥＣＵ９から入力したデータを内部メモリ７４に記憶する。
またメインＣＰＵ７６は、ＧＰＳ用コネクタ１０５に接続されたＧＰＳ受信機から入力した衛星信号に基づいて、メインユニット２の現在位置を算出し、この算出結果を内部メモリ７４に記憶する。

またメインＣＰＵ７６は、モジュール３から受信した計測データを、ＢＴＩ／Ｆモジュール９６を用いて近距離無線で送信する。
またメインＣＰＵ７６は、ＣＡＮＩ／Ｆ回路９２またはＵＳＢＩ／Ｆモジュール９３に接続されたパーソナルコンピュータ８から、モジュール３が計測を行う際の計測条件を示す計測設定情報を受信すると、この計測設定情報を、ＣＡＮＩ／Ｆ回路７３を介してモジュール３へ送信する。これにより、計測設定情報を受信したモジュール３では、計測設定情報が示す計測条件で計測を行うように計測条件が変更される。

次にモジュール３は、ＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１とモジュールＣＰＵ１１２と内部メモリ１１３を備える。
ＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１は、ＣＡＮ通信プロトコルに従って、メインユニット２との間でデータの送受信を行う。

モジュールＣＰＵ１１２は、センサ６とＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１からの入力に基づいて各種処理を実行し、センサ６とＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１を制御する。
内部メモリ１１３は、各種データを記憶するための記憶装置である。

図５に示すように、メインユニット２のモジュール接続コネクタ６１〜６６はそれぞれ、ＶＢ端子１２１、１２Ｖ端子１２２、ＧＮＤ端子１２３、ＣＡＮ＿Ｈ端子１２４、ＣＡＮ＿Ｌ端子１２５およびスロット識別端子１２６，１２７，１２８を含む複数の端子を備えている。また、モジュール３のユニット接続コネクタ２４は、モジュール接続コネクタ６１〜６６の複数の端子のそれぞれに対応する端子を備えている。

ＶＢ端子１２１は、バッテリＶＢからのバッテリ電圧をモジュール３へ供給するための端子である。１２Ｖ端子１２２は、電源回路８３からの１２Ｖ電圧をモジュール３へ供給するための端子である。ＧＮＤ端子１２３は、モジュール３を接地するための端子であり、グランドに接続される。ＣＡＮ＿Ｈ端子１２４とＣＡＮ＿Ｌ端子１２５は、メインユニット２とモジュール３との間でＣＡＮ通信を行うための端子である。

スロット識別端子１２６，１２７，１２８は、モジュール３が接続されているスロットを識別するための端子である。スロット識別端子１２６，１２７，１２８は、ＧＮＤ端子１２３に接続された短絡状態、またはＧＮＤ端子１２３に接続されていない開放状態に設定される。図５は、スロット識別端子１２６，１２８が短絡状態であり、スロット識別端子１２７が開放状態であることを示している。

図６に示すように、モジュール接続コネクタ６１のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、開放状態、開放状態、短絡状態に設定されている。モジュール接続コネクタ６２のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、開放状態、短絡状態、開放状態に設定されている。モジュール接続コネクタ６３のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、開放状態、短絡状態、短絡状態に設定されている。モジュール接続コネクタ６４のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、短絡状態、開放状態、開放状態に設定されている。モジュール接続コネクタ６５のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、短絡状態、開放状態、短絡状態に設定されている。モジュール接続コネクタ６６のスロット識別端子１２６，１２７，１２８はそれぞれ、短絡状態、短絡状態、開放状態に設定されている。

ＣＡＮ通信プロトコルに従ってデータの送受信を行うために用いられるデータフレームは、図７に示すように、ＳＯＦ、アービトレーションフィールド、コントロールフィールド、データフィールド、ＣＲＣフィールド、ＡＣＫフィールドおよびＥＯＦを含む。

ＳＯＦ（Start Of Frame）は、ドミナントの１ビットで構成され、データフレームの開始を表す。
アービトレーションフィールドは、ＩＤ（Identifier）とＲＴＲ（Remote Transmission Request）を含む。ＩＤは、１１ビットで構成され、データフレームに含まれるデータの内容と、データフレームの送信元の識別情報を表す。ＣＡＮ通信で使用するＩＤをＣＡＮＩＤという。ＲＴＲは、１ビットで構成され、データフレームとリモートフレームを識別するために使用される。

コントロールフィールドは、６ビットで構成され、データフィールドの長さ等を表す。データフィールドは、０〜６４ビットのデータで構成される。ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）フィールドは、１６ビットで構成され、データフレームを正常に受信できたか否かを判断するために使用される。ＡＣＫ（Acknowledgement）フィールドは、データフレームを正常に受信できた装置が存在するか否かを確認するために使用される。ＥＯＦ（End Of Frame）は、レセシブの７ビットで構成され、データフレームの終了を表す。

次に、モジュール３のモジュールＣＰＵ１１２が実行するスロット識別処理の手順を説明する。
スロット識別処理は、モジュール３のＶＢ端子１２１または１２Ｖ端子１２２から電圧が供給されることによりモジュールＣＰＵ１１２が起動した後に開始される。

スロット識別処理が開始されると、モジュールＣＰＵ１１２は、図８に示すように、まずＳ１０にて、ユニット接続コネクタ２４においてスロット識別端子１２６，１２７，１２８に対応する端子の電圧を検出することにより、スロット識別端子１２６，１２７，１２８のそれぞれについて、開放状態であるか短絡状態であるかを判断する。

次にＳ２０にて、Ｓ１０での判断結果とスロット識別テーブルＴＢ１に基づいて、モジュール３が接続されているスロットを識別する。スロット識別テーブルＴＢ１は、内部メモリ１１３に記憶されており、図６に示すように、モジュール接続コネクタ６１〜６６と、スロット識別端子１２６，１２７，１２８の状態との対応関係が設定されている。Ｓ２０では、Ｓ１０での判断結果とスロット識別テーブルＴＢ１とを対比することにより、モジュール３が接続されているモジュール接続コネクタ６ｎを特定する。そして、特定したモジュール接続コネクタ６ｎがモジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６である場合にそれぞれ、第１，２，３，４，５，６スロットに接続されていると判断する。

そしてＳ２０の処理が終了すると、図８に示すように、Ｓ３０にて、Ｓ２０で識別したスロットとＩＤ設定テーブルＴＢ２に基づいて、ＣＡＮＩＤを設定する。ＩＤ設定テーブルＴＢ２は、内部メモリ１１３に記憶されており、図９に示すように、センサの種類と第１〜６スロットとＣＡＮＩＤとの対応関係が設定されている。ＩＤ設定テーブルＴＢ２で設定されている複数のＣＡＮＩＤは、センサの種類とスロットに応じて互いに異なる値を有する。このため、ＣＡＮＩＤによって、センサの種類とスロットを特定することが可能である。Ｓ３０では、モジュールＣＰＵ１１２が制御するセンサ６の種類と、Ｓ２０で識別したスロットとに対応するＣＡＮＩＤをＩＤ設定テーブルＴＢ２から抽出し、抽出したＣＡＮＩＤを、モジュール３のＣＡＮＩＤとして設定する。

そしてＳ３０の処理が終了すると、図８に示すように、スロット識別処理を終了する。
このように構成された計測装置１は、センサ６と１対１の関係で接続され、センサ６から出力されるセンサ出力を取得し外部に出力するモジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、モジュール３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのそれぞれから出力されたデータを収集するメインユニット２とを備える。

そしてメインユニット２は、筐体１１と、モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６と、スロット識別端子１２６，１２７，１２８とを備える。筐体１１は、内部にモジュール３ａ〜３ｄを着脱可能に収容する。モジュール接続コネクタ６１〜６６は、筐体１１の内部に設置されて内部にモジュール３ａ〜３ｄと着脱可能に接続され、互いに同一の形状を有し、予め設定されたスロット配列方向Ｄｓに沿って配置される。スロット識別端子１２６，１２７，１２８は、モジュール接続コネクタ６１〜６６のそれぞれに設置され、設置されているモジュール接続コネクタ６ｎを識別するためのコネクタ識別情報を格納する。

モジュール３は、モジュール接続コネクタ６１〜６６のうちの１つに接続されると、接続されたモジュール接続コネクタ６ｎに対応したスロット識別端子１２６，１２７，１２８により格納されているコネクタ識別情報を取得し、取得したコネクタ識別情報に基づいて、接続されているモジュール接続コネクタ６ｎを識別する（Ｓ１０，Ｓ２０）。そしてモジュール３は、識別されたモジュール接続コネクタ６ｎを示す接続コネクタ情報と、モジュール３に接続されているセンサ６の種類を示すセンサ情報とを含むデータフレームをモジュール接続コネクタ６ｎを介してメインユニット２へ送信する（Ｓ３０）。

このように計測装置１では、モジュール３が、モジュール接続コネクタ６１〜６６に接続されることによりスロット識別端子１２６，１２７，１２８からコネクタ識別情報を取得して、接続されているモジュール接続コネクタ６ｎを識別し、モジュール接続コネクタ６ｎを示す接続コネクタ情報と、センサ６の種類を示すセンサ情報とを含むデータフレームをメインユニット２へ送信する。このため、計測装置１は、メインユニット２側で、モジュール３が接続されているモジュール接続コネクタ６ｎと、モジュール接続コネクタ６ｎに接続されているモジュール３がセンサ出力を取得するセンサ６の種類とを特定することを可能とする。このように、計測装置１を使用するユーザがモジュール３とモジュール３に接続されるセンサ６の種類を設定することなしに、メインユニット２側で、接続されているモジュール接続コネクタ６ｎと、モジュール接続コネクタ６ｎに接続されているモジュール３がセンサ出力を取得するセンサ６の種類とが特定できれば、メインユニット２側でセンサ出力からガス濃度を換算するような場合に、ユーザの設定ミスによるメインユニット２側のセンサの認識間違い及び、ガス濃度換算間違いを防止する事ができる。

また計測装置１では、データフレームが、少なくとも、データフレームを識別するためのＣＡＮＩＤを含み、モジュール３が、接続コネクタ情報とセンサ情報との組み合わせに応じて、組み合わせ毎に異なるＣＡＮＩＤを設定する（Ｓ３０）。これにより、計測装置１は、ＣＡＮＩＤの中に接続コネクタ情報とセンサ情報を含めることができる。このため、計測装置１は、データフレームに接続コネクタ情報とセンサ情報を含めることに起因してデータフレームのデータ量が増加するのを抑制することができる。

また計測装置１では、スロット識別端子１２６，１２７，１２８のそれぞれについて、モジュール接続コネクタ６１〜６６毎に異なる組み合わせで、電圧が印加されるスロット識別端子と電圧が印加されないスロット識別端子とを設定することにより、スロット識別端子１２６，１２７，１２８がコネクタ識別情報を格納する。これにより、計測装置１は、スロット識別端子１２６，１２７，１２８毎に電圧を検出するという簡便な方法によって、モジュール３に接続されているモジュール接続コネクタ６ｎを識別することができる。

以上説明した実施形態において、メインユニット２は本発明における本体部、モジュール３は本発明における計測モジュール、モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６は本発明における接続コネクタ、スロット識別端子１２６，１２７，１２８は本発明における格納手段である。

また、Ｓ１０，Ｓ２０の処理は本発明におけるコネクタ識別手段、Ｓ３０の処理とＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１は本発明における送信手段、Ｓ３０の処理は本発明における識別情報設定手段、スロット識別端子１２６，１２７，１２８は本発明におけるコネクタ識別端子である。

また、スロット配列方向Ｄｓは本発明における配列方向、スロット識別端子１２６，１２７，１２８のそれぞれに設定されている短絡状態または開放状態は本発明におけるコネクタ識別情報、Ｓ２０の判断結果は本発明における接続コネクタ情報、モジュール３に接続されたセンサ６の種類を示す情報は本発明におけるセンサ情報、ＣＡＮＩＤは本発明における送信データ識別情報である。

（第２実施形態）
以下に本発明の第２実施形態を図面とともに説明する。なお第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分を説明する。

第２実施形態の計測装置１は、モジュール接続コネクタ６１〜６６の構成とスロット識別処理が変更された点が第１実施形態と異なる。
モジュール接続コネクタ６１〜６６は、図１０に示すように、スロット識別端子１２８が省略された点が第１実施形態と異なる。さらにモジュール接続コネクタ６１〜６６は、スロット識別端子１２６およびスロット識別端子１２７にそれぞれ、スロット識別用抵抗１３０の一端および他端が接続される点が第１実施形態と異なる。

モジュール接続コネクタ６１〜６６には、互いに異なる抵抗値を有するスロット識別用抵抗１３０が接続される。本実施形態では、モジュール接続コネクタ６１，６２，６３，６４，６５，６６にはそれぞれ、１ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩ、１５ｋΩ、２０ｋΩ、２５ｋΩのスロット識別用抵抗１３０が接続される。

次に、第２実施形態のスロット識別処理の手順を説明する。
第２実施形態のスロット識別処理が開始されると、モジュールＣＰＵ１１２は、図１１に示すように、まずＳ１１０にて、ユニット接続コネクタ２４においてスロット識別端子１２６，１２７に対応する端子間に、予め設定された識別電流値の電流を流し、両端子間の電圧を測定することにより、スロット識別用抵抗１３０の抵抗値を算出する。

次にＳ１２０にて、Ｓ１１０での算出結果に基づいて、モジュール３が接続されているスロットを識別する。具体的には、Ｓ１１０で算出された抵抗値が１ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩ、１５ｋΩ、２０ｋΩ、２５ｋΩである場合に、それぞれ第１，２，３，４，５，６スロットに接続されていると判断する。

そしてＳ１２０の処理が終了すると、Ｓ１３０にて、Ｓ３０と同様にして、Ｓ１２０で識別したスロットとＩＤ設定テーブルＴＢ２に基づいて、ＣＡＮＩＤを設定し、スロット識別処理を終了する。

このように構成された計測装置１では、一端と他端がそれぞれスロット識別端子１２６，１２７に接続されるスロット識別用抵抗１３０を備え、モジュール接続コネクタ６１〜６６毎に異なるようにスロット識別用抵抗１３０の抵抗値を設定することにより、スロット識別端子１２６，１２７がコネクタ識別情報を格納する。

これにより、計測装置１は、２つのスロット識別端子１２６，１２７の間に接続されているスロット識別用抵抗１３０の抵抗値を検出することで、モジュール３ａ〜３ｄに接続されているモジュール接続コネクタ６１〜６６を識別することができる。このため、計測装置１は、接続されている接続コネクタを識別するために必要なスロット識別端子の数を２個に抑えることができる。

以上説明した実施形態において、スロット識別端子１２６，１２７およびスロット識別用抵抗１３０は本発明における格納手段、Ｓ１１０，Ｓ１２０の処理は本発明におけるコネクタ識別手段、Ｓ１３０の処理とＣＡＮＩ／Ｆ回路１１１は本発明における送信手段、Ｓ１３０の処理は本発明における識別情報設定手段である。

また、スロット識別端子１２６，１２７は本発明におけるコネクタ識別端子、スロット識別用抵抗１３０は本発明における抵抗器、スロット識別用抵抗１３０の抵抗値は本発明におけるコネクタ識別情報、Ｓ１２０の判断結果は本発明における接続コネクタ情報である。

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、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採ることができる。
例えば上記実施形態では、ディーゼルエンジンの排気ガスの粒子状物質の量、窒素酸化物の濃度などを計測するものを示したが、モジュール３の計測対象はこれに限定されるものではない。

また上記実施形態では、モジュール３が水平方向に沿って１列に整列して収容されるものを示したが、モジュール３が垂直方向に沿って１列に整列して収容されるようにしてもよいし、水平方向または垂直方向に沿って２列以上に整列して収容されるようにしてもよい。

また上記第１実施形態では、スロット識別端子１２６，１２７，１２８のそれぞれについて、モジュール接続コネクタ６１〜６６毎に異なる組み合わせで、短絡状態と開放状態に設定されるものを示した。しかし、開放状態の代わりに、グランドとは異なる電圧（例えば、５Ｖ）が印加されるようにしてもよい。

１…計測装置、２…メインユニット、３…モジュール、６…センサ、１１…筐体、１１ａ…開口部、６１，６２，６３，６４，６５，６６…モジュール接続コネクタ、１１１…ＣＡＮＩ／Ｆ回路、１１２…モジュールＣＰＵ、１１３…内部メモリ、１２６，１２７，１２８…スロット識別端子、１３０…スロット識別用抵抗

Claims (4)

1. センサと１対１の関係で接続され、前記センサから出力されるセンサ出力を取得し外部に出力する複数の計測モジュールと、複数の前記計測モジュールのそれぞれから出力されたデータを収集する本体部とを備える計測装置であって、
   前記本体部は、
   内部に複数の前記計測モジュールを着脱可能に収容する筐体と、
   前記筐体の内部に設置されて前記計測モジュールと着脱可能に接続され、互いに同一の形状を有し、予め設定された配列方向に沿って配置される複数の接続コネクタと、
   複数の前記接続コネクタのそれぞれに設置され、設置されている前記接続コネクタを識別するためのコネクタ識別情報を格納する格納手段とを備え、
   前記計測モジュールは、
   複数の前記接続コネクタのうちの１つの前記接続コネクタに接続されると、接続された前記接続コネクタに対応した前記格納手段により格納されている前記コネクタ識別情報を取得し、取得した前記コネクタ識別情報に基づいて、接続されている前記接続コネクタを識別するコネクタ識別手段と、
   前記コネクタ識別手段により識別された前記接続コネクタを示す接続コネクタ情報と、前記計測モジュールに接続されている前記センサの種類を示すセンサ情報とを含む送信データを前記接続コネクタを介して前記本体部へ送信する送信手段とを備える
   ことを特徴とする計測装置。
2. 前記送信データは、少なくとも、前記送信データを識別するための送信データ識別情報を含み、
   前記計測モジュールは、
   前記接続コネクタ情報と前記センサ情報との組み合わせに応じて、前記組み合わせ毎に異なる前記送信データ識別情報を設定する識別情報設定手段を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記接続コネクタは、前記計測モジュールが接続されている前記接続コネクタを識別するために、前記計測モジュールに接続される１つまたは複数のコネクタ識別端子を備え、
   前記格納手段は、１つまたは複数の前記コネクタ識別端子のそれぞれについて、複数の前記接続コネクタ毎に異なる組み合わせで、前記コネクタ識別端子に印加される電圧を設定する、または、電圧が印加される前記コネクタ識別端子と電圧が印加されない前記コネクタ識別端子とを設定することにより、前記コネクタ識別情報を格納する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。
4. 前記接続コネクタは、前記計測モジュールが接続されている前記接続コネクタを識別するために、前記計測モジュールに接続される２つのコネクタ識別端子を備え、
   前記格納手段は、一端と他端がそれぞれ２つの前記コネクタ識別端子に接続される抵抗器を備え、前記接続コネクタ毎に異なるように前記抵抗器の抵抗値を設定することにより、前記コネクタ識別情報を格納する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の計測装置。

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