(57)【要約】【課題】出力端子数を増加させることなく、複数種類の出力信号に対応できるセンサ制御装置を提供する。【解決手段】外部装置と接続される入力端子及び出力端子と、外部装置との通信を制御する制御部と、を備える。入力端子は、周波数変調信号、パルス幅変調信号およびデジタル信号のいずれかの入力信号が入力され、出力端子は、これら信号のいずれかの出力信号が出力される。制御部は、周波数変調信号またはパルス幅変調信号が出力される変調端子と、デジタル信号が出力されるデジタル端子と、対応関係情報と入力端子に入力された入力信号とに基づいて、出力信号のうちいずれの信号を出力するモードであるのかを判定する出力判定部と、出力判定部の判定結果に応じて、変調端子及びデジタル端子のいずれか一方から出力端子への出力を無効にし、他の一方から出力端子を介して外部装置へ出力信号を出力する出力制御部と、を備える。【選択図】図２
2019101731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ素子を制御して得られた検出情報を外部装置に対して出力するセンサ制御装置であって、
前記外部装置と接続される入力端子及び出力端子と、前記外部装置との通信を制御する制御部と、を備え、
前記入力端子は、周波数変調信号、パルス幅変調信号およびビット単位で情報を表すデジタル信号のいずれかの入力信号が入力され、
前記出力端子は、前記周波数変調信号、前記パルス幅変調信号および前記デジタル信号のいずれかの出力信号が出力され、
前記制御部は、
前記出力端子に接続され、前記周波数変調信号または前記パルス幅変調信号が出力される変調端子と、
前記出力端子に接続され、前記デジタル信号が出力されるデジタル端子と、
前記入力信号と前記出力信号との対応関係に関する対応関係情報と、前記入力端子に入力された前記入力信号とに基づいて、前記出力信号のうちいずれの信号を出力するモードであるのかを判定する出力判定部と、
前記出力判定部の判定結果に応じて、前記変調端子及び前記デジタル端子のいずれか一方から前記出力端子への出力を無効にし、他の一方から前記出力端子を介して前記外部装置へ前記出力信号を出力する出力制御部と、を備える、
センサ制御装置。
【請求項２】
前記対応関係情報は、前記入力信号のうち特定の信号を正常信号とする関係情報を含み、
前記制御部は、前記入力端子から入力される入力信号が前記正常信号に該当しない場合に、異常状態であると判断する異常判断部を備える、
請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。
【請求項３】
前記検出情報を検出する前記センサ素子を備える、
請求項１又は２に記載のセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ素子を制御して得られた検出情報を外部装置に対して出力するセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の水素センサのように、様々な用途に用いられたり、キャリブレーションが行われたりするセンサが知られている。センサ制御装置は、このようなセンサによって検出された検出情報を外部装置に対して出力するが、センサの用途などに応じて、外部装置から要求される信号形式が異なる。具体的には、パルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号）を要求する外部装置もあれば、デジタル信号を要求する外部装置もある。ＰＷＭ信号は、簡易な検出情報の送信に用いられ、デジタル信号は、パラメータ等を含む複雑な検出情報やキャリブレーション情報の送信に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２１８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
種々の外部装置に出力信号を対応させるためには、外部装置ごとに、センサ制御装置のハードウェア構成を変えることが考えられる。しかしながら、製造コストなどの問題から、同じハードウェア構成のセンサ制御装置によって、種々の外部装置に対応できることが望ましい。そこで、センサ制御装置に、互いに異なる信号形式の出力信号を出力する複数の出力端子を設けることが考えられる。しかしながら、水素センサのような小型センサのセンサ制御装置は、設置スペースの制約により小型化の要求がある場合には、複数の出力端子を設けることは難しい。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、出力端子数を増加させることなく、複数種類の出力信号に対応できるセンサ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの局面におけるセンサ制御装置は、センサ素子を制御して得られた検出情報を外部装置に対して出力し、外部装置と接続される入力端子及び出力端子と、外部装置との通信を制御する制御部と、を備える。入力端子は、周波数変調信号、パルス幅変調信号およびビット単位で情報を表すデジタル信号のいずれかの入力信号が入力され、出力端子は、周波数変調信号、パルス幅変調信号およびデジタル信号のいずれかの出力信号が出力される。
【０００７】
制御部は、変調端子と、デジタル端子と、出力判定部と、出力制御部と、を備える。変調端子は、出力端子に接続され、周波数変調信号またはパルス幅変調信号が出力される。デジタル端子は、出力端子に接続され、デジタル信号が出力される。出力判定部は、入力信号と出力信号との対応関係に関する対応関係情報と、入力端子に入力された入力信号とに基づいて、出力信号のうちいずれの信号を出力するモードであるのかを判定する。出力制御部は、出力判定部の判定結果に応じて、変調端子及びデジタル端子のいずれか一方から出力端子への出力を無効にし、他の一方から出力端子を介して外部装置へ出力信号を出力する。
【０００８】
このようなセンサ制御装置によれば、外部装置から入力された入力信号と出力信号との対応関係情報とに基づいて、出力信号のうちのいずれの信号を出力するモードであるかを判定できる。そして、周波数変調信号とＰＷＭ信号とデジタル信号のうち、判定したモードに応じた出力信号を外部装置へ出力させることができる。つまり、入力信号に応じて、１つの出力端子から出力させる出力信号を変化させることができる。よって、出力端子数を増加させることなく、複数種類の出力信号に対応することができる。
次に、上述のセンサ制御装置においては、対応関係情報は、入力信号のうち特定の信号を正常信号とする関係情報を含み、制御部は、入力端子から入力される入力信号が正常信号に該当しない場合に、異常状態であると判断する異常判断部を備えてもよい。
【０００９】
対応関係情報が、入力信号のうち特定の信号を正常信号とする関係情報を含むため、入力信号が正常信号に該当するか否かに基づいて異常状態を検出することができる。異常状態としては、例えば、外部装置の異常状態や、センサ制御装置と外部装置との通信経路の異常状態が挙げられる。
【００１０】
次に、上述のセンサ制御装置においては、検出情報を検出するセンサ素子を備えていてもよい。
センサ素子によって検出された検出情報を、周波数変調信号、ＰＷＭ信号およびデジタル信号のいずれかの信号として出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】制御基板を含む通信システムの構成を示す図である。
【図２】制御基板とＥＣＵの接続部分の内部構成を示す図である。
【図３】第１実施形態の出力信号切替処理を示すフローチャートである。
【図４】第１実施形態の入力信号と出力信号との対応関係情報の一例を表した説明図である。
【図５】第１実施形態において、入力信号の変化に対する、ＰＷＭ信号、デジタル信号、及び出力信号の変化を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態の出力信号切替処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の入力信号と出力信号の対応関係情報の一例を表す説明図である。
【図８】第２実施形態において、入力信号の変化に対する、ＰＷＭ信号、デジタル信号、及び出力信号の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を説明する。
なお、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を取り得ることは言うまでもない。
【００１３】
（第１実施形態）
＜１．構成＞
本開示の制御基板１０は、車両に搭載された水素センサのセンサ素子を制御して検出情報を取得するとともに、車両に搭載された電子制御装置（以下、ＥＣＵ）へ取得した検出情報を送信するように構成されている。水素センサは、例えば燃料電池自動車の客室内に配置され、水素の漏れを検出する用途に用いられる。
【００１４】
まず、車両に搭載される通信システム１００の構成について、図１を参照して説明する。通信システム１００は、制御基板１０と、電源８０と、ＥＣＵ５０と、を備える。電源８０は、電源正極端子Ｔ８１と、電源接地端子Ｔ８２と、を備える。ＥＣＵ５０は、第１出力端子Ｔ５１と、第１入力端子Ｔ５２と、を備える。
【００１５】
制御基板１０は、正極端子Ｔ１１と、接地端子Ｔ１２と、入力端子Ｔ１３と、出力端子Ｔ１４と、を備える。制御基板１０は、正極端子Ｔ１１と電源正極端子Ｔ８１とが電源線で接続され、接地端子Ｔ１２と電源接地端子Ｔ８２とが電源線で接続されることによって、電源８０から電力の供給を受けて動作する。
【００１６】
また、制御基板１０は、入力端子Ｔ１３と第１出力端子Ｔ５１とが信号線で接続され、出力端子Ｔ１４と第１入力端子Ｔ５２とが信号線で接続されることによって、ＥＣＵ５０と通信を行う。本実施形態では、制御基板１０とＥＣＵ５０とはシリアル通信を行う。入力端子Ｔ１３は、ＥＣＵ５０から複数種類の入力信号Ｓ１のいずれかが入力される端子であり、出力端子Ｔ１４は、複数種類の出力信号Ｓ４のいずれかがＥＣＵ５０へ出力される端子である。
【００１７】
次に、制御基板１０とＥＣＵ５０の接続部分の内部構成について、図２を参照して説明する。制御基板１０は、センサ素子３０と、マイコン２０と、出力回路２５と、をさらに備える。センサ素子３０は、検出情報として水素濃度を検出する素子である。センサ素子３０は、マイコン２０に接続されており、検出した情報をマイコン２０へ入力する。
【００１８】
マイコン２０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭと、内部入力端子Ｔ２１と、変調端子Ｔ２２と、デジタル端子Ｔ２３と、を備えたマイクロコンピュータである。マイコン２０は、センサ素子３０を制御して検出情報を得るとともに、ＥＣＵ５０との通信を制御する。
【００１９】
内部入力端子Ｔ２１は、入力端子Ｔ１３と接続されており、入力端子Ｔ１３から入力された入力信号Ｓ１をマイコン２０へ入力する。変調端子Ｔ２２及びデジタル端子Ｔ２３は、出力回路２５を介して出力端子Ｔ１４に接続されている。変調端子Ｔ２２は、ＰＷＭ信号Ｓ２または周波数変調信号Ｓ２が出力される端子である。デジタル端子Ｔ２３は、デジタル信号Ｓ３が出力される端子である。
【００２０】
ＰＷＭ信号Ｓ２は、所定期間におけるパルス幅がデューティ比に応じた幅となる信号である。本実施形態において、ＰＷＭ信号Ｓ２は、デューティ比が０％で値がローに固定されたロー信号、及び、デューティ比が１００％で値がハイに固定されたハイ信号を含む。周波数変調信号Ｓ２は、伝送する情報に応じて周波数が変化する信号である。本実施形態において、周波数変調信号Ｓ２は、ロー信号及びハイ信号を含む。デジタル信号Ｓ３は、ビット単位で情報を表す所定ビット数の信号である。ＰＷＭ信号Ｓ２及び周波数変調信号Ｓ２は、比較的簡易な情報を伝送する信号として適している。例えば、ＰＷＭ信号Ｓ２は、センサ素子３０によって検出された水素濃度を、デューティ比によって表すことができるし、周波数変調信号Ｓ２は、水素濃度を周波数によって表すことができる。水素濃度は、センサ素子３０によって検出される検出情報の一例である。
【００２１】
一方、デジタル信号Ｓ３は、比較的複雑な情報を伝送する信号として適している。例えば、デジタル信号Ｓ３は、センサ素子３０によって検出された水素濃度に加えて、温度などの水素濃度を検出するためのパラメータを含む情報を、所定ビットによって表すことができる。また、デジタル信号Ｓ３は、センサのキャリブレーション情報を表すこともできる。本実施形態では、デジタル信号Ｓ３は、入力信号Ｓ１に応答して生成される第１デジタル信号Ｓ３ａと、予め設定されている第２デジタル信号Ｓ３ｂとを含む。
【００２２】
デジタル信号Ｓ３は、一定の周期で「０」又は「１」の値を取る離散信号であり、デジタル信号Ｓ３においては、所定ビット数分の周期の離散信号によって情報が表される。一方、ＰＷＭ信号Ｓ２及び周波数変調信号Ｓ２は、デジタル信号Ｓ３と異なり、連続的に変化する連続信号であり、ＰＷＭ信号Ｓ２及び周波数変調信号Ｓ２においては、１周期分の信号で情報が表される。デジタル端子２３は離散信号を出力する端子であり、変調端子２２は連続信号を出力する端子である。
【００２３】
出力回路２５は、ダイオードＤａとトランジスタＱａとを備える。ダイオードＤａは、アノードが出力端子Ｔ１４に接続され、カソードがデジタル端子Ｔ２３に接続されている。トランジスタＱａは、ｎｐｎ型バイポーラトランジスタである。トランジスタＱａのベース端子は変調端子Ｔ２２に接続され、コレクタ端子はダイオードＤａのアノード及び出力端子Ｔ１４に接続されている。また、トランジスタＱａのエミッタ端子は接地されている。なお、トランジスタＱａは、バイポーラトランジスタに限らず、電界効果トランジスタ又は絶縁ゲートバイポーラトランジスタでもよい。
【００２４】
このような出力回路２５が、変調端子Ｔ２２及びデジタル端子Ｔ２３と出力端子Ｔ１４との間に設けられていることにより、変調端子Ｔ２２から出力される周波数変調信号Ｓ２またはＰＷＭ信号Ｓ２がローに固定されているときには、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４への出力が無効になる。この場合、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４へデジタル信号Ｓ３を出力することができる。一方、デジタル端子Ｔ２３から出力されるデジタル信号Ｓ３がハイに固定されているときは、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力が無効になる。この場合、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４へ周波数変調信号Ｓ２またはＰＷＭ信号Ｓ２を出力することができる。
【００２５】
ＥＣＵ５０は、マイコン６０と抵抗器Ｒｂとをさらに備える。マイコン６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭと、第２出力端子Ｔ６１と、第２入力端子Ｔ６２と、を備えたマイクロコンピュータである。
【００２６】
第２出力端子Ｔ６１は第１出力端子Ｔ５１に接続されており、第２出力端子Ｔ６１から第１出力端子Ｔ５１を介して入力端子Ｔ１３へ入力信号Ｓ１が出力される。また、第２入力端子Ｔ６２は第１入力端子Ｔ５２に接続されており、出力端子Ｔ１４から第１入力端子Ｔ５２を介して第２入力端子Ｔ６２へ出力信号Ｓ４が入力される。抵抗器Ｒｂは、プルアップ抵抗器であり、第２入力端子Ｔ６２と第１入力端子Ｔ５２とを接続する信号線と所定の電位Ｖｓとの間に接続されている。
【００２７】
＜２．出力処理＞
次に、制御基板１０からＥＣＵ５０への出力信号を切り替えるための出力信号切替処理の処理手順を、図３のフローチャートを参照して説明する。本出力信号切替処理は、マイコン２０が、ＥＣＵ５０から入力信号を受信する度に実行する。ここでは、連続信号をＰＷＭ信号Ｓ２及び周波数変調信号Ｓ２のうちのＰＷＭ信号Ｓ２とした場合における処理について説明するが、連続信号を周波数変調信号Ｓ２とする場合は、以下の説明において、ＰＷＭ信号Ｓ２を周波数変調信号Ｓ２に入れ替えればよい。
【００２８】
まず、Ｓ１０では、入力端子Ｔ１３から入力された入力信号Ｓ１の種類を判定する。ここで、入力端子Ｔ１３に入力される複数種類の入力信号Ｓ１のそれぞれと、出力端子Ｔ１４から出力される複数種類の出力信号Ｓ４のそれぞれとの対応関係に関する対応関係情報は、予め設定されている。マイコン２０は、対応関係情報をＲＯＭなどの記憶装置に記憶している。よって、Ｓ１０では、出力端子Ｔ１４からいずれの出力信号Ｓ４を出力するモードであるかを判定するために、入力信号Ｓ１の種類を判定する。本実施形態では、複数種類の入力信号Ｓ１は、ロー信号、ハイ信号、及びデジタル信号の３種類の入力信号Ｓ１を含む。デジタル信号である入力信号Ｓ１は、出力信号Ｓ４の内容を設定するための信号である。
【００２９】
Ｓ１０において、入力信号Ｓ１がデジタル信号と判定された場合には、Ｓ２０へ進む。図４の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がデジタル信号であるモードＣにおいては、変調端子Ｔ２２から出力するＰＷＭ信号Ｓ２としてロー信号を設定することで、変調端子Ｔ２２から出力端子１４への出力を無効にする。
【００３０】
続いて、Ｓ３０では、デジタル端子Ｔ２３から出力する第１デジタル信号Ｓ３ａの内容を設定する。第１デジタル信号Ｓ３ａは、入力信号Ｓ１に応答して生成する信号である。Ｓ３０では、入力信号Ｓ１の内容に応じた内容のデジタル信号Ｓ３ａを生成する。例えば、入力信号Ｓ１が、水素濃度及び関連するパラメータを含む検出情報の出力を要求している場合には、水素濃度及び関連するパラメータを含む第１デジタル信号Ｓ３ａを生成する。生成する第１デジタル信号Ｓ３ａのビット数は、入力信号Ｓ１のビット数と同じでもよいし異なっていてもよい。
【００３１】
Ｓ４０では、Ｓ３０で生成した第１デジタル信号Ｓ３ａをデジタル端子Ｔ２３から出力する。Ｓ２０〜Ｓ４０の処理を実行した結果、図４の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がデジタル信号の場合には、出力端子Ｔ１４から出力信号Ｓ４として第１デジタル信号Ｓ３ａが出力される（モードＣ）。
【００３２】
一方、Ｓ１０において、入力信号Ｓ１がＰＷＭ信号と判定された場合には、Ｓ５０において、入力信号Ｓ１がハイ信号かロー信号か判定する。Ｓ５０において、入力信号Ｓ１がハイ信号と判定された場合には、Ｓ６０へ進む。
【００３３】
図４の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がハイ信号であるモードＢにおいては、モードＣと同様に、変調端子Ｔ２２からのＰＷＭ信号Ｓ２としてロー信号を設定することで、変調端子Ｔ２２から出力端子１４への出力を無効にする。
【００３４】
続いて、Ｓ７０では、デジタル端子Ｔ２３から第２デジタル信号Ｓ３ｂを出力する。第２デジタル信号Ｓ３ｂは、入力信号Ｓ１に基づいて信号内容が設定される信号ではなく、信号内容が予め設定されている信号である。第２デジタル信号Ｓ３ｂの信号内容としては、例えば、キャリブレーション情報などが挙げられる。第２デジタル信号Ｓ３ｂのビット数は、第１デジタル信号Ｓ３ａのビット数と同じでもよいし異なっていてもよい。Ｓ６０及びＳ７０の処理を実行した結果、図４の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がハイ信号の場合には、出力端子１４から出力信号Ｓ４として第２デジタル信号Ｓ３ｂが出力される（モードＢ）。
【００３５】
一方、Ｓ５０において、入力信号がロー信号と判定された場合には、Ｓ８０へ進む。図４の対応関係情報に示すように、入力信号がロー信号であるモードＡにおいては、デジタル端子Ｔ２３からのデジタル信号Ｓ３としてハイ信号を設定することで、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力を無効にする。
【００３６】
続いて、Ｓ９０では、変調端子Ｔ２２からＰＷＭ信号Ｓ２を出力する。ＰＷＭ信号Ｓ２は、水素濃度に応じたデューティ比となるように生成された信号である。水素濃度は、センサ素子３０から得られた検出情報の一例である。Ｓ８０及びＳ９０の処理を実行した結果、図４の対応関係情報に示すように、出力端子Ｔ１４からＰＷＭ信号である出力信号Ｓ４が出力される（モードＡ）。以上で、本処理を終了する。
【００３７】
＜３．出力動作＞
図５に、図３に示す出力処理を実行した場合における、入力信号Ｓ１に対する出力信号Ｓ４の時間変化を示す。
【００３８】
ロー信号である入力信号Ｓ１が入力端子Ｔ１３へ入力されると、モードＡの入力信号Ｓ１と判定されて、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４への出力が有効にされ、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力が無効にされる。その結果、モードＡの入力信号Ｓ１の受信中は、水素濃度に応じて生成されたＰＷＭ信号Ｓ２に応じた出力信号Ｓ４が出力端子Ｔ１４から出力される。ここで、ＰＷＭ信号Ｓ２がハイの時には、トランジスタＱａがオン状態になり、出力端子Ｔ１４はトランジスタＱａを介して接地される。また、ＰＷＭ信号Ｓ２がローの時には、トランジスタＱａがオフ状態になり、出力端子Ｔ１４は抵抗器Ｒｂを介して電位Ｖｓと接続される。よって、出力信号Ｓ４は、ＰＷＭ信号Ｓ２のハイとローを反転させた信号となる。
【００３９】
続いて、ハイ信号である入力信号Ｓ１が入力端子Ｔ１３へ入力されると、モードＢの入力信号Ｓ１と判定されて、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４への出力が無効にされ、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力が有効にされる。その結果、モードＢの入力信号Ｓ１の受信中は、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４を介して、第２デジタル信号Ｓ３ｂが出力信号Ｓ４として出力される。
【００４０】
続いて、デジタル信号である入力信号Ｓ１が入力端子Ｔ１３へ入力されると、モードＣの入力信号と判定されて、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４への出力が無効にされ、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力が有効にされる。そして、モードＣの入力信号の受信後、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４を介して、第１デジタル信号Ｓ３ａが出力信号Ｓ４として出力される。モードＣでは、デジタル信号である入力信号Ｓ１を受信する期間と、出力信号Ｓ４を送信する期間と、が交互に設けられる。
【００４１】
＜４．効果＞
以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）ＥＣＵ５０から入力された入力信号Ｓ１と対応関係情報とに基づいて、ＥＣＵ５０へいずれの信号を出力するモードであるのかを判定して、ＰＷＭ信号Ｓ２と周波数変調信号とデジタル信号Ｓ３のうち判定結果に応じた信号をＥＣＵ５０へ出力することができる。つまり、入力信号Ｓ１に応じて、出力端子Ｔ１４から出力する出力信号Ｓ４を変化させることができる。よって、出力端子数を増加させることなく、複数種類の出力信号に対応することができる。
【００４２】
（２）３種類の入力信号（ロー信号、ハイ信号、デジタル信号）に応じて、出力信号がＰＷＭ信号又は周波数変調信号とデジタル信号とのいずれかに切り替えられる。さらに、出力信号が、入力信号の種類に応じて、第１デジタル信号Ｓ３ａと第２デジタル信号Ｓ３ｂとで切り替えられる。よって、入力信号の種類に応じて出力信号の種類を変化させることができる。
【００４３】
＜５．文言の対応関係＞
ここで、文言の対応関係について説明する。
制御基板１０、マイコン２０、センサ素子３０、ＥＣＵ５０が、それぞれ、センサ制御装置、制御部、センサ素子、外部装置に対応する。また、入力端子Ｔ１３、出力端子Ｔ１４、変調端子Ｔ２２、デジタル端子Ｔ２３が、それぞれ、入力端子、出力端子、変調端子、デジタル端子に相当する。また、マイコン２０の実現する機能が、出力判定部及び出力制御部に相当する。
【００４４】
（第２実施形態）
＜１．第１実施形態との相違点＞
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
【００４５】
第２実施形態の通信システム１００の構成は、第１実施形態の通信システム１００の構成と等しい。前述した第１実施形態では、対応関係情報において、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのモードが設定されていた。これに対し、第２実施形態では、対応関係情報において、Ａ、Ｄ、Ｃの３つのモードが設定されている点で、第１実施形態と相違する。つまり、第２実施形態では、対応関係情報において、モードＢの代わりにモードＤが設定されている。
【００４６】
図７の対応関係情報に示すように、モードＤの入力信号はハイ信号である。第２実施形態では、正常時に入力端子Ｔ１３に入力される入力信号は、ロー信号とデジタル信号だけでありハイ信号は入力されない。つまり、対応関係情報は、入力信号のうちロー信号とデジタル信号を正常信号とする関係情報を含む。ハイ信号は、第２出力端子Ｔ６１から内部入力端子Ｔ２１までの入力ラインの断線、又はマイコン６０の故障などの異常状態が発生した場合に、入力端子Ｔ１３に入力される入力信号である。つまり、ハイ信号である入力信号は、正常信号に該当しない異常信号である。第２実施形態では、複数種類の入力信号は異常信号を含み、マイコン２０は異常信号を受信した場合に、異常状態を検出する。
【００４７】
＜２．出力処理＞
次に、制御基板１０からＥＣＵ５０への出力信号切替処理の処理手順を、図６のフローチャートを参照して説明する。本出力信号切替処理は、マイコン２０が、ＥＣＵ５０から入力信号を受信する度に実行する。第１実施形態と同様に、ここでは、連続信号をＰＷＭ信号Ｓ２及び周波数変調信号Ｓ２のうちのＰＷＭ信号Ｓ２とした場合における処理について説明するが、連続信号を周波数変調信号Ｓ２とする場合は、以下の説明において、ＰＷＭ信号Ｓ２を周波数変調信号Ｓ２に入れ替えればよい。
【００４８】
まず、Ｓ１００では、入力端子Ｔ１３から入力された入力信号Ｓ１の種類を判定する。Ｓ１００において、入力信号Ｓ１がデジタル信号と判定された場合には、Ｓ１１０に進む。この場合は対応関係情報のモードＣに相当するから、Ｓ１１０〜Ｓ１３０において、Ｓ２０〜Ｓ４０と同様の処理を行う。Ｓ１１０〜Ｓ１３０の処理を実行した結果、図７の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がデジタル信号の場合には、出力端子Ｔ１４から出力信号Ｓ４として第１デジタル信号Ｓ３ａが出力される（モードＣ）。
【００４９】
一方、Ｓ１００において、入力信号Ｓ１がＰＷＭ信号と判定された場合には、Ｓ１４０へ進み入力信号Ｓ１が正常か異常かを判定する。Ｓ１４０において、入力信号Ｓ１が異常であると判定された場合、すなわち、入力信号Ｓ１がハイ信号であると判定された場合は、Ｓ１５０へ進む。
【００５０】
図７の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がハイ信号であるモードＤにおいては、変調端子Ｔ２２から出力するＰＷＭ信号Ｓ２、及びデジタル端子Ｔ２３から出力するデジタル信号Ｓ３としてハイ信号を設定する。Ｓ１５０の処理を実行した結果、図７の対応情報関係に示すように、入力信号Ｓ１がハイ信号である場合には、出力信号Ｓ４がローに固定される（モードＤ）。
【００５１】
一方、Ｓ１４０において、入力信号が正常であると判定された場合、すなわち、入力信号がロー信号であると判定された場合は、Ｓ１６０へ進む。この場合は対応関係情報のモードＡに相当するから、Ｓ１６０及びＳ１７０において、Ｓ８０及びＳ９０と同様の処理を行う。Ｓ１６０及びＳ１７０の処理を実行した結果、図７の対応関係情報に示すように、入力信号Ｓ１がロー信号である場合には、出力端子Ｔ１４からＰＷＭ信号である出力信号Ｓ４が出力される（モードＡ）。以上で、本処理を終了する。
【００５２】
＜３．出力動作＞
図８に、図６に示す出力処理を実行した場合における、入力信号Ｓ１の変化に対する出力信号Ｓ４の時間変化を示す。
【００５３】
入力信号Ｓ１がロー信号及びデジタル信号の場合における出力信号Ｓ４の時間変化は、図５と同じであるため、説明を省略する。ハイ信号である入力信号Ｓ１が入力端子Ｔ１３へ入力されると、モードＤの入力信号Ｓ１と判定されて、変調端子Ｔ２２から出力端子Ｔ１４への出力が有効にされ、デジタル端子Ｔ２３から出力端子Ｔ１４への出力が無効にされる。その結果、モードＤの入力信号Ｓ１の受信中に、ＰＷＭ信号Ｓ２を反転したロー信号が出力信号Ｓ４として、出力端子Ｔ１４から出力される。ＥＣＵ５０は、受信した出力信号Ｓ４がロー信号である場合には、出力信号Ｓ４が検出情報を表す信号ではなく、異常状態を表す信号であると認識することが可能となる。
【００５４】
＜４．効果＞
以上説明した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１）〜（２）に加え、以下の効果が得られる。
【００５５】
（３）対応関係情報が、入力信号のうち特定の信号を正常信号とする関係情報を含むため、入力信号が正常信号に該当するか否かに基づいて、ＥＣＵ５０の異常状態又はＥＣＵ５０と制御基板１０との入力ラインの異常状態を検出することができる。
【００５６】
（他の実施形態）
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。
【００５７】
（ａ）上記各実施形態では、センサ素子３０が制御基板１０に搭載されていたが、図２に破線で示すように、センサ素子３０は、制御基板１０に搭載されていなくてもよい。例えば、センサ素子３０を水素の漏れを検出する検出場所に設置し、制御基板１０を検出場所から離れた位置に設置して、センサ素子３０とマイコン２０とを信号線で接続してもよい。また、センサ素子３０は複数設けられていてもよく、複数のセンサ素子３０のうちのいずれかを制御基板１０に搭載するとともに、残りのセンサ素子３０を制御基板１０から離れた位置に設置してもよい。
【００５８】
（ｂ）上記各実施形態の対応関係情報は一例であり、入力信号Ｓ１と変調端子Ｔ２２及びデジタル端子Ｔ２３の設定状態とを様々に組み合わせて、種々の対応関係情報を設定することができる。例えば、第１実施形態の対応関係情報（図４）において、モードＡの入力信号Ｓ１とモードＢの入力信号Ｓ１とを入れ替えてもよい。また、第２実施形態の対応関係情報（図７）において、ロー信号である入力信号Ｓ１を異常信号にし、ハイ信号である入力信号Ｓ１を正常信号として、変調端子Ｔ２２から出力端子１４への出力の有効とデジタル端子Ｔ２３から出力端子１４への出力の無効とに対応させてもよい。さらに、異常信号である入力信号Ｓ１に対して、ＰＷＭ信号Ｓ２及びデジタル信号Ｓ３をロー信号にしてもよい。また、入力信号Ｓ１及び出力信号Ｓ４の種類は３つでなくてもよい。
【００５９】
（ｃ）上記各実施形態において、出力回路２５は、ダイオードＤａとトランジスタＱａを備えていたが、出力回路２５の構成はこれに限らない。出力回路２５は、ＰＷＭ信号Ｓ２及びデジタル信号Ｓ３の一方の信号の出力端子Ｔ１４への出力を有効にし、他方の信号の出力端子１４への出力を無効にできるように構成されていれば、どのような構成でもよい。
【００６０】
（ｄ）上記各実施形態において、本開示の制御基板１０を水素センサのセンサ素子３０の制御及び通信制御に適用していたが、本開示の制御基板１０を適用するセンサは水素センサに限らない。本開示の制御基板１０を、酸素や窒素酸化物（ＮＯｘ）などの特定ガス成分の濃度を測定するガスセンサなど、移動体（例えば、車両、船舶）や据え置き装置などに搭載されるセンサ全般に適用してもよい。
【００６１】
（ｅ）上記各実施形態において、マイコン２０は、センサ素子３０の制御と通信制御とを実行していたが、センサ素子３０の制御は実行しなくてもよい。つまり、制御基板１０は、通信制御を実行するマイコン２０とは別に、センサ素子３０の制御を実行するマイコンを備えていてもよい。
【００６２】
（ｆ）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開示の実施形態である。
【符号の説明】
【００６３】
１０…制御基板、２０…マイコン、２５…出力回路、３０…センサ素子、５０…ＥＣＵ、６０…マイコン、８０…電源、１００…通信システム、Ｄａ…ダイオード、Ｑａ…トランジスタ、Ｒｂ…抵抗器、Ｔ１１…正極端子、Ｔ１２…接地端子、Ｔ１３…入力端子、Ｔ１４…出力端子、Ｔ２１…内部入力端子、Ｔ２２…変調端子、Ｔ２３…デジタル端子、Ｔ５１…第１出力端子、Ｔ５２…第１入力端子、Ｔ６１…第２出力端子、Ｔ６２…第２入力端子、Ｔ８１…電源正極端子、Ｔ８２…電源接地端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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