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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024044080
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】センサネットワーク
(51)【国際特許分類】
G01R 31/54 20200101AFI20240326BHJP
【ＦＩ】
G01R31/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022149406
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000003609
【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所
(74)【代理人】
【識別番号】110000110
【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】太田 則一
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 貴志
(72)【発明者】
【氏名】藤吉 基弘
【テーマコード（参考）】
2G014
【Ｆターム（参考）】
2G014AA02
2G014AB25
2G014AB34
2G014AC18
(57)【要約】
【課題】断線時のロバスト性を高めることが可能なセンサネットワークを提供する。
【解決手段】センサネットワークは、分岐ユニットを起点としてＮ個のセンサユニットが順番に接続された上で分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えている。センサネットワークは、第１および第２方向に伝達する、第１および第２の信号線を備える。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１および第２の信号線の断線の有無を検出する、第１および第２切換え部を備えている。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１および第２切換え部によって断線が検出されない場合には、第１および第２入力端子に入力された信号を、第１および第２出力端子へ伝達する。第１切換え部によって断線が検出されている場合には、第２入力端子の入力信号を第１出力端子へ伝達する。第２切換え部によって断線が検出されている場合には、第１入力端子の入力信号を第２出力端子へ伝達する。
【選択図】図１
【解決手段】センサネットワークは、分岐ユニットを起点としてＮ個のセンサユニットが順番に接続された上で分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えている。センサネットワークは、第１および第２方向に伝達する、第１および第２の信号線を備える。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１および第２の信号線の断線の有無を検出する、第１および第２切換え部を備えている。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１および第２切換え部によって断線が検出されない場合には、第１および第２入力端子に入力された信号を、第１および第２出力端子へ伝達する。第１切換え部によって断線が検出されている場合には、第２入力端子の入力信号を第１出力端子へ伝達する。第２切換え部によって断線が検出されている場合には、第１入力端子の入力信号を第２出力端子へ伝達する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のセンサユニットと、分岐ユニットと、を備えるセンサネットワークであって、
前記センサネットワークは、前記分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までの前記センサユニットが順番に接続された上で前記分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えており、
前記センサネットワークは、
前記分岐ユニットから第１方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線と、
前記分岐ユニットから前記第１方向とは反対の第２方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線と、
を備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えており、
Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）の前記センサユニットの前記第１入力端子は、前記第１の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子は、前記第１の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子は、前記第２の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２出力端子は、前記第２の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１入力端子とＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子とを接続する前記第１の信号線の断線の有無を検出する第１切換え部と、
前記第２入力端子とＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子とを接続する前記第２の信号線の断線の有無を検出する第２切換え部と、
をさらに備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１切換え部および前記第２切換え部によって断線が検出されない場合には、前記第１入力端子に入力された前記信号を前記第１出力端子へ伝達するとともに、前記第２入力端子に入力された前記信号を前記第２出力端子に伝達し、
前記第１切換え部によって断線が検出されている場合には、前記第２入力端子に入力された前記信号を前記第１出力端子へ伝達し、
前記第２切換え部によって断線が検出されている場合には、前記第１入力端子に入力された前記信号を前記第２出力端子へ伝達する、
センサネットワーク。
前記センサネットワークは、前記分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までの前記センサユニットが順番に接続された上で前記分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えており、
前記センサネットワークは、
前記分岐ユニットから第１方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線と、
前記分岐ユニットから前記第１方向とは反対の第２方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線と、
を備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えており、
Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）の前記センサユニットの前記第１入力端子は、前記第１の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子は、前記第１の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子は、前記第２の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２出力端子は、前記第２の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１入力端子とＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子とを接続する前記第１の信号線の断線の有無を検出する第１切換え部と、
前記第２入力端子とＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子とを接続する前記第２の信号線の断線の有無を検出する第２切換え部と、
をさらに備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１切換え部および前記第２切換え部によって断線が検出されない場合には、前記第１入力端子に入力された前記信号を前記第１出力端子へ伝達するとともに、前記第２入力端子に入力された前記信号を前記第２出力端子に伝達し、
前記第１切換え部によって断線が検出されている場合には、前記第２入力端子に入力された前記信号を前記第１出力端子へ伝達し、
前記第２切換え部によって断線が検出されている場合には、前記第１入力端子に入力された前記信号を前記第２出力端子へ伝達する、
センサネットワーク。
【請求項2】
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１入力端子から前記第１出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第１センサと、
前記第２入力端子から前記第２出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第２センサと、
の少なくとも一方を備えており、
前記第１センサは、前記信号が前記第１入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第１センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第１出力端子へ出力する回路であり、
前記第２センサは、前記信号が前記第２入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第２センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第２出力端子へ出力する回路であり、
前記分岐ユニットからは、複数の前記センサ検出信号が連続して出力される、
請求項１に記載のセンサネットワーク。
前記第１入力端子から前記第１出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第１センサと、
前記第２入力端子から前記第２出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第２センサと、
の少なくとも一方を備えており、
前記第１センサは、前記信号が前記第１入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第１センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第１出力端子へ出力する回路であり、
前記第２センサは、前記信号が前記第２入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第２センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第２出力端子へ出力する回路であり、
前記分岐ユニットからは、複数の前記センサ検出信号が連続して出力される、
請求項１に記載のセンサネットワーク。
【請求項3】
前記信号は、
前記センサ検出信号と、
前記第１センサおよび前記第２センサの駆動を制御する駆動信号と、
を含んでおり、
前記第１の信号線は、前記センサ検出信号を伝達する第１の検出信号線と、前記駆動信号を伝達する第１の駆動信号線と、を備えており、
前記第２の信号線は、前記センサ検出信号を伝達する第２の検出信号線と、前記駆動信号を伝達する第２の駆動信号線と、を備えており、
断線検査時において、Ｎ個の前記センサユニットの各々の前記第１入力端子および前記第２入力端子に、第１レベルの電圧を印加する断線検査部をさらに備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、前記第１入力端子および前記第２入力端子を、前記第１レベルとは異なる第２レベルの電源部に接続する抵抗部をさらに備えており、
前記第１切換え部は、断線検査時において、前記第１入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出し、
前記第２切換え部は、断線検査時において、前記第２入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出する、
請求項２に記載のセンサネットワーク。
前記センサ検出信号と、
前記第１センサおよび前記第２センサの駆動を制御する駆動信号と、
を含んでおり、
前記第１の信号線は、前記センサ検出信号を伝達する第１の検出信号線と、前記駆動信号を伝達する第１の駆動信号線と、を備えており、
前記第２の信号線は、前記センサ検出信号を伝達する第２の検出信号線と、前記駆動信号を伝達する第２の駆動信号線と、を備えており、
断線検査時において、Ｎ個の前記センサユニットの各々の前記第１入力端子および前記第２入力端子に、第１レベルの電圧を印加する断線検査部をさらに備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、前記第１入力端子および前記第２入力端子を、前記第１レベルとは異なる第２レベルの電源部に接続する抵抗部をさらに備えており、
前記第１切換え部は、断線検査時において、前記第１入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出し、
前記第２切換え部は、断線検査時において、前記第２入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出する、
請求項２に記載のセンサネットワーク。
【請求項4】
前記分岐ユニットは、第３入力端子、第３出力端子、第４入力端子、第４出力端子、を備えており、
前記第３出力端子は、前記第１の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
前記第３入力端子は、前記第１の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
前記第４出力端子は、前記第２の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記第４入力端子は、前記第２の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３切換え部を備えており、
前記第３切換え部は、
前記信号を前記第３出力端子から出力するとともに、前記第４入力端子に入力された前記信号を前記第４出力端子に伝達する第１の状態と、
前記信号を前記第４出力端子から出力するとともに、前記第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、
を切換え可能に構成されており、
前記第３切換え部は、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記センサネットワークを伝達して戻ってきた前記信号が前記第３入力端子に入力されるまでの間に、前記第３出力端子から出力された前記信号が前記第４入力端子に入力されている場合には、前記第１の状態を維持し、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記第４入力端子に前記信号が入力されることなく、前記第３入力端子に前記信号が入力される場合には、前記第２の状態に切換える、
請求項１～３の何れか１項に記載のセンサネットワーク。
前記第３出力端子は、前記第１の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
前記第３入力端子は、前記第１の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
前記第４出力端子は、前記第２の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記第４入力端子は、前記第２の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３切換え部を備えており、
前記第３切換え部は、
前記信号を前記第３出力端子から出力するとともに、前記第４入力端子に入力された前記信号を前記第４出力端子に伝達する第１の状態と、
前記信号を前記第４出力端子から出力するとともに、前記第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、
を切換え可能に構成されており、
前記第３切換え部は、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記センサネットワークを伝達して戻ってきた前記信号が前記第３入力端子に入力されるまでの間に、前記第３出力端子から出力された前記信号が前記第４入力端子に入力されている場合には、前記第１の状態を維持し、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記第４入力端子に前記信号が入力されることなく、前記第３入力端子に前記信号が入力される場合には、前記第２の状態に切換える、
請求項１～３の何れか１項に記載のセンサネットワーク。
【請求項5】
Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のセンサユニットと、分岐ユニットと、を備えるセンサネットワークであって、
前記センサネットワークは、前記分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までの前記センサユニットが順番に接続された上で前記分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えており、
前記センサネットワークは、
前記分岐ユニットから第１方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線と、
前記分岐ユニットから前記第１方向とは反対の第２方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線と、
を備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えており、
Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）の前記センサユニットの前記第１入力端子は、前記第１の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子は、前記第１の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子は、前記第２の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２出力端子は、前記第２の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３入力端子、第３出力端子、第４入力端子、第４出力端子、を備えており、
前記第３出力端子は、前記第１の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
前記第３入力端子は、前記第１の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
前記第４出力端子は、前記第２の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記第４入力端子は、前記第２の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３切換え部を備えており、
前記第３切換え部は、
前記信号を前記第３出力端子から出力するとともに、前記第４入力端子に入力された前記信号を前記第４出力端子に伝達する第１の状態と、
前記信号を前記第４出力端子から出力するとともに、前記第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、
を切換え可能に構成されており、
前記第３切換え部は、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記センサネットワークを伝達して戻ってきた前記信号が前記第３入力端子に入力されるまでの間に、前記第３出力端子から出力された前記信号が前記第４入力端子に入力されている場合には、前記第１の状態を維持し、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記第４入力端子に前記信号が入力されることなく、前記第３入力端子に前記信号が入力される場合には、前記第２の状態に切換える、
センサネットワーク。
前記センサネットワークは、前記分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までの前記センサユニットが順番に接続された上で前記分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えており、
前記センサネットワークは、
前記分岐ユニットから第１方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線と、
前記分岐ユニットから前記第１方向とは反対の第２方向に伝達して前記分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線と、
を備えており、
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えており、
Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）の前記センサユニットの前記第１入力端子は、前記第１の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子は、前記第１の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子は、前記第２の信号線を介してＫ＋１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
Ｋ番目の前記センサユニットの前記第２出力端子は、前記第２の信号線を介してＫ－１番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３入力端子、第３出力端子、第４入力端子、第４出力端子、を備えており、
前記第３出力端子は、前記第１の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第１入力端子に接続されており、
前記第３入力端子は、前記第１の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第１出力端子に接続されており、
前記第４出力端子は、前記第２の信号線を介してＮ番目の前記センサユニットの前記第２入力端子に接続されており、
前記第４入力端子は、前記第２の信号線を介して１番目の前記センサユニットの前記第２出力端子に接続されており、
前記分岐ユニットは、第３切換え部を備えており、
前記第３切換え部は、
前記信号を前記第３出力端子から出力するとともに、前記第４入力端子に入力された前記信号を前記第４出力端子に伝達する第１の状態と、
前記信号を前記第４出力端子から出力するとともに、前記第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、
を切換え可能に構成されており、
前記第３切換え部は、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記センサネットワークを伝達して戻ってきた前記信号が前記第３入力端子に入力されるまでの間に、前記第３出力端子から出力された前記信号が前記第４入力端子に入力されている場合には、前記第１の状態を維持し、
前記信号が前記第３出力端子から出力されてから、前記第４入力端子に前記信号が入力されることなく、前記第３入力端子に前記信号が入力される場合には、前記第２の状態に切換える、
センサネットワーク。
【請求項6】
Ｎ個の前記センサユニットの各々は、
前記第１入力端子から前記第１出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第１センサと、
前記第２入力端子から前記第２出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第２センサと、
の少なくとも一方を備えており、
前記第１センサは、前記信号が前記第１入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第１センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第１出力端子へ出力する回路であり、
前記第２センサは、前記信号が前記第２入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第２センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第２出力端子へ出力する回路であり、
前記分岐ユニットからは、複数の前記センサ検出信号が連続して出力される、
請求項５に記載のセンサネットワーク。
前記第１入力端子から前記第１出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第１センサと、
前記第２入力端子から前記第２出力端子への前記信号の伝達経路上に配置されている第２センサと、
の少なくとも一方を備えており、
前記第１センサは、前記信号が前記第１入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第１センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第１出力端子へ出力する回路であり、
前記第２センサは、前記信号が前記第２入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、前記第２センサで検出されたセンサ検出信号を前記信号に付加して前記第２出力端子へ出力する回路であり、
前記分岐ユニットからは、複数の前記センサ検出信号が連続して出力される、
請求項５に記載のセンサネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書で開示される技術は、断線時のロバスト性を高めることが可能なセンサネットワークに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、２次元アレイ状に配置された複数のセンサを有するセンサアレイと、Ｘ－Ｙデコーダと、を備えるセンサシステムが示されている。Ｘ－Ｙデコーダによってセンサアレイをスキャンすることで、複数のセンサを読み出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００４－２５８０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数のセンサの検出信号を、１本の信号線を用いてシリアル出力する場合がある。この場合、信号線の何れかの部位に断線故障が発生すると、全てのセンサの検出信号を出力することができなくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本明細書で開示されるセンサネットワークの一態様は、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のセンサユニットと、分岐ユニットと、を備えるセンサネットワークである。センサネットワークは、分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までのセンサユニットが順番に接続された上で分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えている。センサネットワークは、分岐ユニットから第１方向に伝達して分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線を備える。センサネットワークは、分岐ユニットから第１方向とは反対の第２方向に伝達して分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線を備える。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えている。 Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）のセンサユニットの第１入力端子は、第１の信号線を介してＫ－１番目のセンサユニットの第１出力端子に接続されている。 Ｋ番目のセンサユニットの第１出力端子は、第１の信号線を介してＫ＋１番目のセンサユニットの第１入力端子に接続されている。 Ｋ番目のセンサユニットの第２入力端子は、第２の信号線を介してＫ＋１番目のセンサユニットの第２出力端子に接続されている。Ｋ番目のセンサユニットの第２出力端子は、第２の信号線を介してＫ－１番目のセンサユニットの第２入力端子に接続されている。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１入力端子とＫ－１番目のセンサユニットの第１出力端子とを接続する第１の信号線の断線の有無を検出する第１切換え部をさらに備えている。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第２入力端子とＫ＋１番目のセンサユニットの第２出力端子とを接続する第２の信号線の断線の有無を検出する第２切換え部をさらに備えている。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１切換え部および第２切換え部によって断線が検出されない場合には、第１入力端子に入力された信号を第１出力端子へ伝達するとともに、第２入力端子に入力された信号を第２出力端子に伝達する。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１切換え部によって断線が検出されている場合には、第２入力端子に入力された信号を第１出力端子へ伝達する。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第２切換え部によって断線が検出されている場合には、第１入力端子に入力された信号を第２出力端子へ伝達する。
【0006】
当該センサネットワークでは、第１の信号線が断線した場合には、断線した第１の信号線を迂回するような一筆書きの経路を、第１切換え部によって新たに形成することができる。また第２の信号線が断線した場合には、断線した第２の信号線を迂回するような一筆書きの経路を、第２切換え部によって新たに形成することができる。これにより、Ｎ個のセンサユニットのシリアル接続経路上で断線が発生した場合においても、Ｎ個のセンサユニット全ての出力をシリアル出力することができる。断線時のロバスト性を高めることが可能となる。
【0007】
Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１入力端子から第１出力端子への信号の伝達経路上に配置されている第１センサと、第２入力端子から第２出力端子への信号の伝達経路上に配置されている第２センサと、の少なくとも一方を備えていてもよい。第１センサは、信号が第１入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、第１センサで検出されたセンサ検出信号を信号に付加して第１出力端子へ出力する回路であってもよい。第２センサは、信号が第２入力端子から入力されることに応じて検出動作を開始し、第２センサで検出されたセンサ検出信号を信号に付加して第２出力端子へ出力する回路であってもよい。分岐ユニットからは、複数のセンサ検出信号が連続して出力されてもよい。
【0008】
信号は、センサ検出信号と、第１センサおよび第２センサの駆動を制御する駆動信号と、を含んでいてもよい。第１の信号線は、センサ検出信号を伝達する第１の検出信号線と、駆動信号を伝達する第１の駆動信号線と、を備えていてもよい。第２の信号線は、センサ検出信号を伝達する第２の検出信号線と、駆動信号を伝達する第２の駆動信号線と、を備えていてもよい。断線検査時において、Ｎ個のセンサユニットの各々の第１入力端子および第２入力端子に、第１レベルの電圧を印加する断線検査部をさらに備えていてもよい。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１入力端子および第２入力端子を、第１レベルとは異なる第２レベルの電源部に接続する抵抗部をさらに備えていてもよい。第１切換え部は、断線検査時において、第１入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出してもよい。第２切換え部は、断線検査時において、第２入力端子の電圧が第２レベルであるときに断線を検出してもよい。
【0009】
分岐ユニットは、第３入力端子、第３出力端子、第４入力端子、第４出力端子、を備えていてもよい。第３出力端子は、第１の信号線を介して１番目のセンサユニットの第１入力端子に接続されていてもよい。第３入力端子は、第１の信号線を介してＮ番目のセンサユニットの第１出力端子に接続されていてもよい。第４出力端子は、第２の信号線を介してＮ番目のセンサユニットの第２入力端子に接続されていてもよい。第４入力端子は、第２の信号線を介して１番目のセンサユニットの第２出力端子に接続されていてもよい。分岐ユニットは、第３切換え部を備えていてもよい。第３切換え部は、信号を第３出力端子から出力するとともに、第４入力端子に入力された信号を第４出力端子に伝達する第１の状態と、信号を第４出力端子から出力するとともに、第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、を切換え可能に構成されていてもよい。第３切換え部は、信号が第３出力端子から出力されてから、センサネットワークを伝達して戻ってきた信号が第３入力端子に入力されるまでの間に、第３出力端子から出力された信号が第４入力端子に入力されている場合には、第１の状態を維持してもよい。第３切換え部は、信号が第３出力端子から出力されてから、第４入力端子に信号が入力されることなく、第３入力端子に信号が入力される場合には、第２の状態に切換えてもよい。
【0010】
本明細書で開示されるセンサネットワークの一態様は、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）のセンサユニットと、分岐ユニットと、を備えるセンサネットワークである。センサネットワークは、分岐ユニットを起点として１番目からＮ番目までのセンサユニットが順番に接続された上で分岐ユニットに戻る環状のシリアル接続構造を備えている。センサネットワークは、分岐ユニットから第１方向に伝達して分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第１の信号線を備える。センサネットワークは、分岐ユニットから第１方向とは反対の第２方向に伝達して分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための第２の信号線を備える。Ｎ個のセンサユニットの各々は、第１入力端子、第１出力端子、第２入力端子、第２出力端子、を備えている。Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）のセンサユニットの第１入力端子は、第１の信号線を介してＫ－１番目のセンサユニットの第１出力端子に接続されている。Ｋ番目のセンサユニットの第１出力端子は、第１の信号線を介してＫ＋１番目のセンサユニットの第１入力端子に接続されている。Ｋ番目のセンサユニットの第２入力端子は、第２の信号線を介してＫ＋１番目のセンサユニットの第２出力端子に接続されている。Ｋ番目のセンサユニットの第２出力端子は、第２の信号線を介してＫ－１番目のセンサユニットの第２入力端子に接続されている。分岐ユニットは、第３入力端子、第３出力端子、第４入力端子、第４出力端子、を備えている。第３出力端子は、第１の信号線を介して１番目のセンサユニットの第１入力端子に接続されている。第３入力端子は、第１の信号線を介してＮ番目のセンサユニットの第１出力端子に接続されている。第４出力端子は、第２の信号線を介してＮ番目のセンサユニットの第２入力端子に接続されている。第４入力端子は、第２の信号線を介して１番目のセンサユニットの第２出力端子に接続されている。分岐ユニットは、第３切換え部を備えている。第３切換え部は、信号を第３出力端子から出力するとともに、第４入力端子に入力された信号を第４出力端子に伝達する第１の状態と、信号を第４出力端子から出力するとともに、第３出力端子をハイインピーダンス状態にする第２の状態と、を切換え可能に構成されている。第３切換え部は、信号が第３出力端子から出力されてから、センサネットワークを伝達して戻ってきた信号が第３入力端子に入力されるまでの間に、第３出力端子から出力された信号が第４入力端子に入力されている場合には、第１の状態を維持する。 信号が第３出力端子から出力されてから、第４入力端子に信号が入力されることなく、第３入力端子に信号が入力される場合には、第２の状態に切換える。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】センサネットワーク１の概略を示すブロック図である。
【図2】制御回路ＣＣの実施例波形である。
【図3】センサユニットＳＵ（Ｎ）の実施例を示す図である。
【図4】第１センサＳＥ１の動作を説明する波形図である。
【図5】切換え部ＳＷ１の動作を説明する波形図である。
【図6】分岐ユニットＢＵの構成例を示す図である。
【図7】切換え回路ＲＣＣ１の内部構成を説明する図である。
【図8】ループ配線ＬＷがない場合の例を示す図である。
【図9】ループ配線ＬＷがある場合の例を示す図である。
【図10】第２の状態を説明する図である。
【図11】ループ配線ＬＷがない場合における、切換え回路ＲＣＣ２の動作波形図である。
【図12】ループ配線ＬＷがある場合における、切換え回路ＲＣＣ２の動作波形図である。
【図13】第２の状態におけるセンサネットワーク１を示す図である。
【図14】断線故障がない場合のセンサネットワーク１の動作波形図である。
【図15】断線故障が発生した場合のセンサネットワーク１の動作波形図である。
【図16】変形例の分岐ユニットＢＵａの構成例を示す図である。
【図17】変形例の切換え回路ＲＣＣ１ａの内部構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（センサネットワーク１の構成）
図１に、本実施例のセンサネットワーク１を示す。センサネットワーク１は、入出力ユニットＩＯＵ、分岐数３の分岐ユニットＢＵ、３個のセンサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）を備えている。
図１に、本実施例のセンサネットワーク１を示す。センサネットワーク１は、入出力ユニットＩＯＵ、分岐数３の分岐ユニットＢＵ、３個のセンサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）を備えている。
【0013】
センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）は、第１の信号線ＬＡ、第２の信号線ＬＢ、検査信号線ＬＬ、によって接続されている。具体的には、センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）は、分岐ユニットＢＵを起点として順番に接続された上で、分岐ユニットＢＵに戻る環状のシリアル接続構造を備えている。第１の信号線ＬＡは、分岐ユニットＢＵから反時計回り方向に伝達して分岐ユニットＢＵに戻ってくる信号を伝達するための信号線である。すなわち第１の信号線ＬＡは、Ａ系列の対信号（駆動信号ＤＲＡおよび検出信号ＤＥＡ）を伝達する。第２の信号線ＬＢは、分岐ユニットから時計回り方向に伝達して分岐ユニットに戻ってくる信号を伝達するための信号線である。すなわち第２の信号線ＬＢは、Ｂ系列の対信号（駆動信号ＤＲＢおよび検出信号ＤＥＢ）を伝達する。
【0014】
第１の信号線ＬＡは、検出信号ＤＥＡを伝達する第１の検出信号線ＬＡ＿ＤＥと、駆動信号ＤＲＡを伝達する第１の駆動信号線ＬＡ＿ＤＲと、を備えている。第２の信号線ＬＢは、検出信号ＤＥＢを伝達する第２の検出信号線ＬＢ＿ＤＥと、駆動信号を伝達する第２の駆動信号線と、を備えている。検査信号線ＬＬは、検査信号ＣＫをセンサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）に入力する。検査信号線ＬＬは、後述する断線検査時において、センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）の各々に、ハイレベルの検査信号ＣＫを印加する信号線である。
【0015】
センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）の各々は、ポートＰＴ１およびＰＴ２を備えている。ポートＰＴ１は、第１入力端子ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１、第２出力端子ＤＲＯ＿２およびＤＥＯ＿２、を備えている。ポートＰＴ２は、第１出力端子ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１、第２入力端子ＤＲＩ＿２およびＤＥＩ＿２、を備えている。Ｋ番目（Ｋは２以上Ｎ－１以下の自然数）のセンサユニットＳＵ（Ｋ）の第１入力端子ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１は、第１の信号線ＬＡを介して、Ｋ－１番目のセンサユニットＳＵ（Ｋ－１）の第１出力端子ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１に接続されている。センサユニットＳＵ（Ｋ）の第１出力端子ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１は、第１の信号線ＬＡを介して、センサユニットＳＵ（Ｋ＋１）の第１入力端子ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１に接続されている。センサユニットＳＵ（Ｋ）の第２入力端子ＤＲＩ＿２およびＤＥＩ＿２は、第２の信号線ＬＢを介して、センサユニットＳＵ（Ｋ＋１）の第２出力端子ＤＲＯ＿２およびＤＥＯ＿２に接続されている。センサユニットＳＵ（Ｋ）の第２出力端子は、第２の信号線ＬＢを介して、センサユニットＳＵ（Ｋ－１）の第２入力端子ＤＲＩ＿２およびＤＥＩ＿２に接続されている。
【0016】
分岐ユニットＢＵは、ポートＰＴ１～ＰＴ３を備えている。ポートＰＴ２は、第３出力端子ＤＲＯ＿３およびＤＥＯ＿３、第４入力端子ＤＲＩ＿４およびＤＥＩ＿４、端子ＣＫを備えている。ポートＰＴ３は、第３入力端子ＤＲＩ＿３およびＤＥＩ＿３、第４出力端子ＤＲＯ＿４およびＤＥＯ＿４、端子ＣＫを備えている。第３出力端子ＤＲＯ＿３およびＤＥＯ＿３は、第１の信号線ＬＡを介して、センサユニットＳＵ（１）の第１入力端子ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１に接続されている。 第３入力端子ＤＲＩ＿３およびＤＥＩ＿３は、第１の信号線ＬＡを介して、センサユニットＳＵ（３）の第１出力端子ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１に接続されている。第４出力端子ＤＲＯ＿４およびＤＥＯ＿４は、第２の信号線ＬＢを介して、センサユニットＳＵ（３）の第２入力端子ＤＲＩ＿２およびＤＥＩ＿２に接続されている。 第４入力端子ＤＲＩ＿４およびＤＥＩ＿４は、第２の信号線ＬＢを介して、センサユニットＳＵ（１）の第２出力端子ＤＲＯ＿２およびＤＥＯ＿２に接続されている。ポートＰＴ２およびＰＴ３の端子ＣＫからは、検査信号ＣＫが出力される。
【0017】
分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１は、入力端子ＤＲＩ＿１、ＤＥＩ＿１、ＣＫ、を備えているとともに、出力端子ＤＲＯ＿１、ＤＥＯ＿１を備えている。入出力ユニットＩＯＵは、制御回路ＣＣを内蔵している。制御回路ＣＣには、外部からセンサ制御信号ＥＮが入力されるとともに、分岐ユニットＢＵから駆動信号ＤＲＢ（Ｕ）が入力される。制御回路ＣＣからは、検査信号ＣＫ、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）、検出信号ＤＥＡ（Ｉ）が出力され、分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１に入力される。分岐ユニットＢＵから出力される検出信号ＤＥＢ（Ｕ）は、シリアル出力信号ＳＯＵＴとして、入出力ユニットＩＯＵから出力される。
【0018】
図２に、制御回路ＣＣの実施例波形を示す。時刻ｔ０以前では、センサ制御信号ＥＮが０であり、検査信号ＣＫは０であり、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）および検出信号ＤＥＡ（Ｉ）は１である。時刻ｔ０でセンサ制御信号ＥＮが立ち上がると検査信号ＣＫも立ち上がり、検査信号ＣＫは所望の時間経過後に０に戻る。検出信号ＤＥＡ（Ｉ）は、センサ制御信号ＥＮの立ち上がりにより立ち下がり、検査信号ＣＫが立ち下った後に立ち上がる。センサ制御信号ＥＮは、時刻ｔ１までの間に立ち下がる。駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）は、検査信号ＣＫが立ち下った後に立ち下がる。後述するように、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは、センサネットワーク１の全体を伝搬して一周する。そして時刻ｔ１において、信号伝搬が入出力ユニットＩＯＵへ戻ってくると、駆動信号ＤＲＢ（Ｕ）が立ち下がり、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）は立ち上がる。
【0019】
（センサユニットＳＵ（Ｎ）の構成）
図３にセンサユニットＳＵ（Ｎ）の実施例を示す。センサユニットＳＵ（Ｎ）は、他ユニットとの結線が可能なポートＰＴ１およびＰＴ２、第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２を備える。切換え部ＳＷ１およびＳＷ２の回路構成は同一である。切換え部ＳＷ１は、入力端子ＤＲＩ、ＤＥＩ、ＤＲＤ、ＤＥＤ、ＣＫを備える。各入力端子には、駆動入力信号ＤＲＩ、検出入力信号ＤＥＩ、駆動迂回信号ＤＲＤ、検出迂回信号ＤＥＤ、検査信号ＣＫ、が入力される。また切換え部ＳＷ１は、出力端子ＤＲＳ、ＤＥＳを備える。各出力端子からは、駆動選択信号ＤＲＳ、検出選択信号ＤＥＳが出力される。なお本明細書では、端子の符号と、その端子に入出力される信号の符号とを、便宜上同一としている。
図３にセンサユニットＳＵ（Ｎ）の実施例を示す。センサユニットＳＵ（Ｎ）は、他ユニットとの結線が可能なポートＰＴ１およびＰＴ２、第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２を備える。切換え部ＳＷ１およびＳＷ２の回路構成は同一である。切換え部ＳＷ１は、入力端子ＤＲＩ、ＤＥＩ、ＤＲＤ、ＤＥＤ、ＣＫを備える。各入力端子には、駆動入力信号ＤＲＩ、検出入力信号ＤＥＩ、駆動迂回信号ＤＲＤ、検出迂回信号ＤＥＤ、検査信号ＣＫ、が入力される。また切換え部ＳＷ１は、出力端子ＤＲＳ、ＤＥＳを備える。各出力端子からは、駆動選択信号ＤＲＳ、検出選択信号ＤＥＳが出力される。なお本明細書では、端子の符号と、その端子に入出力される信号の符号とを、便宜上同一としている。
【0020】
ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１は、切換え部ＳＷ１の入力端子ＤＲＩおよびＤＥＩに接続されている。また第２センサＳＥ２の出力端子ＤＲＯおよびＤＥＯは、ポートＰＴ１の第２出力端子ＤＲＯ＿２およびＤＥＯ＿２に接続されるとともに、切換え部ＳＷ１の入力端子ＤＲＤおよびＤＥＤに接続されている。切換え部ＳＷ１の出力端子ＤＲＳおよびＤＥＳは、第１センサＳＥ１の入力端子ＤＲＩおよびＤＥＩに接続されている。第１センサＳＥ１の出力端子ＤＲＯおよびＤＥＯは、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１に接続されるとともに、切換え部ＳＷ２の入力端子ＤＲＤおよびＤＥＤに接続されている。なお、切換え部ＳＷ２および第２センサＳＥ２の接続構造は、上述した切換え部ＳＷ１および第１センサＳＥ１の接続構造と同様であるため、説明を省略する。
【0021】
切換え部ＳＷ１は、ＤラッチＤＬ、プルダウン抵抗ＲＩ、２－１マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２を備えている。入力端子ＤＲＩが、プルダウン抵抗ＲＩの一方の端子、ＤラッチＤＬのＤ端子、マルチプレクサＭＵＸ１の１入力端子、に接続されている。プルダウン抵抗ＲＩの他方の端子は、基準電圧部位ＧＮＤに接続されている。プルダウン抵抗ＲＩは高抵抗（例：１ＭΩ以上)であることが望ましい。
【0022】
切換え部ＳＷ１のプルダウン抵抗ＲＩは、センサユニットＳＵ（Ｎ）の第１入力端子ＤＲＩと、センサユニットＳＵ（Ｎ－１）の第１出力端子ＤＲＯと、を接続する第１の信号線ＬＡの断線の有無を検出する部位である。切換え部ＳＷ１は、断線検査時において、第１入力端子ＤＲＩ＿１の電圧が０であるときに断線を検出する。同様に、切換え部ＳＷ２のプルダウン抵抗ＲＩは、センサユニットＳＵ（Ｎ）の第２入力端子ＤＲＩと、センサユニットＳＵ（Ｎ＋１）の第２出力端子ＤＲＯと、を接続する第２の信号線ＬＢの断線の有無を検出する部位である。切換え部ＳＷ２は、断線検査時において、第２入力端子ＤＲＩ＿２の電圧が０であるときに断線を検出する。
【0023】
ＤラッチＤＬのＣＫ端子は、検査信号端子ＣＫに接続されている。ＤラッチＤＬのＱ端子から出力される出力信号ＳＲは、マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２のセレクト端子（Ｓ端子）に接続されている。マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２の１入力端子には、入力端子ＤＲＩおよびＤＥＩの各々が接続されている。マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２の０入力端子には、入力端子ＤＲＤおよびＤＥＤの各々が接続されている。
【0024】
（第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２の構成）
第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２は、各種の物理量を測定する素子である。第１センサＳＥ１は、駆動入力信号ＤＲＩがポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１から入力されることに応じて検出動作を開始する。そして検出されたセンサ検出信号を検出入力信号ＤＥＩに付加することで検出出力信号ＤＥＯを生成し、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＲＯ＿１へ出力する。第２センサＳＥ２は、駆動入力信号ＤＲＩがポートＰＴ２の第２入力端子ＤＲＩ＿２から入力されることに応じて検出動作を開始する。そして検出されたセンサ検出信号を検出入力信号ＤＥＩに付加することで検出出力信号ＤＥＯを生成し、ポートＰＴ１の第２出力端子ＤＲＯ＿２へ出力する。
第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２は、各種の物理量を測定する素子である。第１センサＳＥ１は、駆動入力信号ＤＲＩがポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１から入力されることに応じて検出動作を開始する。そして検出されたセンサ検出信号を検出入力信号ＤＥＩに付加することで検出出力信号ＤＥＯを生成し、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＲＯ＿１へ出力する。第２センサＳＥ２は、駆動入力信号ＤＲＩがポートＰＴ２の第２入力端子ＤＲＩ＿２から入力されることに応じて検出動作を開始する。そして検出されたセンサ検出信号を検出入力信号ＤＥＩに付加することで検出出力信号ＤＥＯを生成し、ポートＰＴ１の第２出力端子ＤＲＯ＿２へ出力する。
【0025】
第１センサＳＥ１の回路構成を説明する。第１センサＳＥ１は、ＮＡＮＤ回路ＮＤ、検知素子ＴＨ、キャパシタＣＴ、インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２、ＩＮＶ＿ＯＤを備える。なお第１センサＳＥ１では、端子の符号と、その端子に入出力される信号の符号とを、便宜上同一としている。インバータＩＮＶ１およびＩＮＶ＿ＯＤには、駆動入力信号ＤＲＩが入力される。インバータＩＮＶ２からは、駆動出力信号ＤＲＯが出力される。ＮＡＮＤ回路ＮＤには、検出入力信号ＤＥＩおよび駆動出力信号ＤＲＯが入力され、検出出力信号ＤＥＯが出力される。なお、第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２は同一構造を備えるため、第２センサＳＥ２の説明は省略する。
【0026】
図４の波形図を用いて、第１センサＳＥ１の動作を説明する。時刻ｔ１で駆動入力信号ＤＲＩが立ち下がることに応じて、検知素子ＴＨでの時定数計測が開始される。検知素子ＴＨの抵抗値に比例した時間が経過した時刻ｔ２において、駆動出力信号ＤＲＯが立ち下がり、時定数計測が終了する。時刻ｔ１～ｔ２までの時間Ｔ（Ｎ＋１）が、第１センサＳＥ１の出力となる。
【0027】
検出入力信号ＤＥＩは、前段センサまでの時定数シリアル出力を包含している。すなわち検出入力信号ＤＥＩでは、時間Ｔ（１）～Ｔ（Ｎ）までのＮ個の時間が連続して出力されている。ＮＡＮＤ回路ＮＤでは、検出入力信号ＤＥＩと駆動出力信号ＤＲＯを論理合成する。よって、当該センサの時定数出力である時間Ｔ（Ｎ＋１）を検出入力信号ＤＥＩに追加した検出出力信号ＤＥＯを、生成することができる。なお、第１センサＳＥ１の複数個を縦続接続してセンサアレイにしてもよい。
【0028】
（切換え部ＳＷ１の動作）
図５の動作説明図を用いて、切換え部ＳＷ１の動作を説明する。切換え部ＳＷ１は、検査信号ＣＫが１のときの駆動入力信号ＤＲＩの値により断線の有無を判定し、経路切り換えを行う回路である。例として、時刻ｔ２とｔ３の間で断線が発生する場合を説明する。
図５の動作説明図を用いて、切換え部ＳＷ１の動作を説明する。切換え部ＳＷ１は、検査信号ＣＫが１のときの駆動入力信号ＤＲＩの値により断線の有無を判定し、経路切り換えを行う回路である。例として、時刻ｔ２とｔ３の間で断線が発生する場合を説明する。
【0029】
時刻ｔ１～時刻ｔ２の間に、検査信号ＣＫが１となり、断線判定および経路切り換えが実行される。このとき、駆動入力信号ＤＲＩは１である（領域Ｒ１１）ため、断線が検出されない。よって、駆動入力信号ＤＲＩが駆動選択信号ＤＲＳとして出力され（図３、矢印Ｙ１）、検出入力信号ＤＥＩが検出選択信号ＤＥＳとして出力される（矢印Ｙ２）。すなわち、ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１に入力された駆動信号ＤＲＡが、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＲＯ＿１に伝達される。また、ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＥＩ＿１に入力された検出信号ＤＥＡが、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＥＯ＿１に伝達される。
【0030】
時刻ｔ２～ｔ３の間は検査信号ＣＫが０であるため、経路が保持される。ここで、時刻ｔ２～ｔ３の間に、ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１に接続されている配線に断線が発生する場合を説明する。
【0031】
時刻ｔ３～時刻ｔ４の間で検査信号ＣＫが再び１となり、断線判定および経路切り換えが実行される。ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１に接続されている配線に断線故障があるため、切換え部ＳＷ１の駆動入力信号ＤＲＩは、プルダウン抵抗ＲＩにより０に固定される（領域Ｒ１２）。この場合、検査信号ＣＫが１のときＤラッチＤＬの出力信号ＳＲが、０となる（矢印Ｙ３）。マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２により経路が切り換えられる。そして、駆動迂回信号ＤＲＤが駆動選択信号ＤＲＳとして出力され（図３、矢印Ｙ４）、検出迂回信号ＤＥＤが検出選択信号ＤＥＳとして出力される（矢印Ｙ５）。すなわち、ポートＰＴ２の第２入力端子ＤＲＩ＿２に入力された駆動信号ＤＲＢを、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＲＯ＿１へ折り返して伝達する。また、ポートＰＴ２の第２入力端子ＤＥＩ＿２に入力された検出信号ＤＥＢを、ポートＰＴ２の第１出力端子ＤＥＯ＿１へ折り返して伝達する。時刻ｔ４以降、検査信号ＣＫが１になるまでの間は、この結線状態が保持される。
【0032】
（分岐ユニットＢＵの構成）
図６に、分岐ユニットＢＵの構成例を示す。分岐ユニットＢＵは、他ユニットとの結線が可能なポートＰＴ１～ＰＴ３を３つ備えている。ポートＰＴ１～ＰＴ３の各々に、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３が備えられている。切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３は、入力端子ＤＲＩ、ＤＥＩ、ＤＲＤ、ＤＥＤ、ＣＫＩ、ＬＣを備える。また、出力端子ＤＲＳ、ＤＥＳ、ＤＲＯを備える。
図６に、分岐ユニットＢＵの構成例を示す。分岐ユニットＢＵは、他ユニットとの結線が可能なポートＰＴ１～ＰＴ３を３つ備えている。ポートＰＴ１～ＰＴ３の各々に、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３が備えられている。切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３は、入力端子ＤＲＩ、ＤＥＩ、ＤＲＤ、ＤＥＤ、ＣＫＩ、ＬＣを備える。また、出力端子ＤＲＳ、ＤＥＳ、ＤＲＯを備える。
【0033】
図７を用いて、切換え回路ＲＣＣ１の内部構成について説明する。なお、切換え回路ＲＣＣ２およびＲＣＣ３の構成も、切換え回路ＲＣＣ１と同一であるため、説明を省略する。切換え回路ＲＣＣ１は、図３の切換え部ＳＷ１およびＳＷ２の回路構成に対して、ループ切換え回路ＬＳをさらに備えた構成を有している。切換え部ＳＷ１およびＳＷ２と共通の部位には共通の符号を付すことで、説明を省略する。ループ切換え回路ＬＳは、アンド回路ＡＤ、ループ検出回路ＬＤ、トライステートバッファＴＢ、を備える。
【0034】
ループ検出回路ＬＤには、入力端子ＤＲＩ、ＤＲＤ、ＬＣが接続されている。ループ検出回路ＬＤのＤフリップフロップＤＦからは、出力信号ＳＲ２が出力される。アンド回路ＡＤには、出力信号ＳＲ２および駆動入力信号ＤＲＩが入力される。アンド回路ＡＤの出力信号は、ＤラッチＤＬのＤ端子に入力される。トライステートバッファＴＢには、駆動迂回信号ＤＲＤおよび出力信号ＳＲ２が入力される。トライステートバッファＴＢからは、駆動出力信号ＤＲＯが出力される。トライステートバッファＴＢは、入力される出力信号ＳＲ２が１の場合には標準バッファとして機能し、０の場合には出力がハイインピーダンスとなる。
【0035】
ループ検出回路ＬＤは、通常は出力信号ＳＲ２を１にしている。そして、ループ検査信号ＬＣが１から０に立ち下ったときに、入力端子ＤＲＤに０が入力されているとともに入力端子ＤＲＩに１が入力されている場合に、出力信号ＳＲ２を０にする回路である。なお、ループ検出回路ＬＤの回路構成は、図７の構成に限定されない。上述した動作を実施可能な回路であれば、何れの回路構成も使用可能である。
【0036】
（ループ配線ＬＷの説明）
図８および図９を用いて、ループ配線ＬＷについて説明する。ループ配線ＬＷとは、閉じた配線経路であり、信号が伝達しない経路である。図８はループ配線ＬＷがない場合の例であり、図９はループ配線ＬＷがある場合の例である。
図８および図９を用いて、ループ配線ＬＷについて説明する。ループ配線ＬＷとは、閉じた配線経路であり、信号が伝達しない経路である。図８はループ配線ＬＷがない場合の例であり、図９はループ配線ＬＷがある場合の例である。
【0037】
図８では、入出力ユニットＩＯＵの第１出力端子ＤＲＯ＿１から出力されて第１入力端子ＤＲＩ＿１へ戻る信号経路ＰＰ１は、一筆書きとなっている。すなわち信号経路ＰＰ１は、入出力ユニットＩＯＵから分岐ユニットＢＵに到達する。第１の信号線ＬＡによってセンサユニットＳＵ（１）に到達し、センサユニットＳＵ（１）で折り返されると、第２の信号線ＬＢによって分岐ユニットＢＵへ戻る。次に、第２の信号線ＬＢによって、分岐ユニットＢＵからセンサユニットＳＵ（３）を介してセンサユニットＳＵ（２）へ到達する。センサユニットＳＵ（２）で折り返されると、センサユニットＳＵ（３）を介して分岐ユニットＢＵへ、第１の信号線ＬＡによって到達する。最後に分岐ユニットＢＵから入出力ユニットＩＯＵへ到達する。信号経路ＰＰ１は一筆書きであるため、すべての第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２を経由することができる。全センサの出力を読み出すことが可能である。
【0038】
一方、図９では、第２の信号線ＬＢは閉じたループ配線ＬＷとなっている。よってループ配線ＬＷは、入出力ユニットＩＯＵとの間で信号を伝達することができない。この場合、ループ配線ＬＷに接続されている第２センサＳＥ２は読み出すことができず、不定値となってしまう。よって、ループ配線ＬＷが形成されることは好ましくない。
【0039】
（分岐ユニットＢＵの動作）
分岐ユニットＢＵは、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３によって、第１の状態と第２の状態とを切換え可能に構成されている。第１の状態と第２の状態とを適宜に切換えることによって、後述するように、ループ配線ＬＷを除去することが可能である。
分岐ユニットＢＵは、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３によって、第１の状態と第２の状態とを切換え可能に構成されている。第１の状態と第２の状態とを適宜に切換えることによって、後述するように、ループ配線ＬＷを除去することが可能である。
【0040】
図６を用いて、第１の状態を説明する。第１の状態では、入出力ユニットＩＯＵからポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１に入力された駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）が、ポートＰＴ２の第３出力端子ＤＲＯ＿３に伝達される（矢印Ｙ２１）。ポートＰＴ２の第４入力端子ＤＲＩ＿４に入力された駆動信号ＤＲＢ（１）が、ポートＰＴ３の第４出力端子ＤＲＯ＿４に伝達される（矢印Ｙ２２）。また、ポートＰＴ２の第４入力端子ＤＥＩ＿４に入力された検出信号ＤＥＢ（１）が、ポートＰＴ３の第４出力端子ＤＥＯ＿４に伝達される（矢印Ｙ２３）。
【0041】
図１０を用いて、第２の状態を説明する。第２の状態では、入出力ユニットＩＯＵからポートＰＴ１の第１入力端子ＤＲＩ＿１に入力された駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）が、ポートＰＴ３の第４出力端子ＤＲＯ＿４に伝達される（矢印Ｙ２４）。また、ポートＰＴ１の第１入力端子ＤＥＩ＿１に入力された検出信号ＤＥＡ（Ｉ）が、ポートＰＴ３の第４出力端子ＤＥＯ＿４に伝達される（矢印Ｙ２５）。また、第３出力端子ＤＲＯ＿３がハイインピーダンス状態（疑似的断線状態）にされる。
【0042】
図１１を用いて、ループ配線ＬＷがない場合（図８）における、切換え回路ＲＣＣ２の動作を説明する。切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３内の出力信号ＳＲ２およびＳＲの初期値は１にセットされている。よって分岐ユニットＢＵは、第１の状態とされている。入出力ユニットＩＯＵから伝搬した駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）は、ポートＰＴ１の入力端子ＤＲＩ＿１から入力される。駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）は、ポートＰＴ１の切換え回路ＲＣＣ１を経由して、時刻ｔ０でポートＰＴ２の切換え回路ＲＣＣ２の駆動迂回信号ＤＲＤに伝搬する。切換え回路ＲＣＣ２内の出力信号ＳＲ２およびＳＲの初期値は１にセットされており、第１の状態であるため、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）はポートＰＴ１の第３出力端子ＤＲＯ＿３に伝搬し、駆動信号ＤＲＡ（０）として出力される（図６、矢印Ｙ２１）。
【0043】
その後、駆動信号は、センサユニットＳＵ（１）で折り返され、時刻ｔ１でポートＰＴ２の第４入力端子ＤＲＩ＿４に、駆動信号ＤＲＢ（１）として入力される。これにより、駆動入力信号ＤＲＩが０となる。よって、ポートＰＴ２から第１の信号線ＬＡによって出力された駆動信号が、ポートＰＴ２に第２の信号線ＬＢによって戻ってきたことが記憶される（領域Ｒ１１参照）。
【0044】
ポートＰＴ２に戻ってきた駆動信号ＤＲＢ（１）は、ポートＰＴ３の切換え回路ＲＣＣ３の入力端子ＤＲＤに伝搬する。切換え回路ＲＣＣ３内の出力信号ＳＲ２およびＳＲの初期値は１にセットされているため、駆動信号ＤＲＢ（１）はポートＰＴ３の第４出力端子ＤＲＯ＿４に伝搬し、駆動信号ＤＲＢ（０）として出力される（図６、矢印Ｙ２２）。その後、駆動信号は、センサユニットＳＵ（３）を介してセンサユニットＳＵ（２）へ伝搬し、センサユニットＳＵ（２）で折り返されてセンサユニットＳＵ（３）へ戻る。そして時刻ｔ２で、ポートＰＴ３の第３入力端子ＤＲＩ＿３に、駆動信号ＤＲＡ（３）として入力される。
【0045】
ポートＰＴ３に入力される駆動信号ＤＲＡ（３）は、ポートＰＴ２の切換え回路ＲＣＣ２の入力端子ＬＣに、ループ検査信号ＬＣとして入力される。よって時刻ｔ２において、ループ検査信号ＬＣの立ち下がりでループ検査が実行される。このとき駆動入力信号ＤＲＩ＝０であり、ポートＰＴ２から出力された駆動信号がポートＰＴ２に戻ってくる経路が形成されていることが記憶されている。よって、ループ配線ＬＷが存在しない状態であると判断される（図８参照）。そのため、出力信号ＳＲ２は１が保持される（矢印Ｙ１１）。すなわち第１の状態が維持される。
【0046】
【0047】
ポートＰＴ１の第３出力端子ＤＲＯ＿３から出力された駆動信号ＤＲＡ（０）は、センサユニットＳＵ（１）、ＳＵ（２）、ＳＵ（３）を伝搬する。そして時刻ｔ３において、ポートＰＴ３の第３入力端子ＤＲＩ＿３に、駆動信号ＤＲＡ（３）として入力される。駆動信号ＤＲＡ（３）は、切換え回路ＲＣＣ２に、ループ検査信号ＬＣとして入力される。よって時刻ｔ３において、ループ検査がなされる。このとき駆動入力信号ＤＲＩ＝１であり、ポートＰＴ２から出力された駆動信号がポートＰＴ２に戻ってくることなく、ポートＰＴ３へ至る経路が形成されていることが記憶されている。すなわち、ポートＰＴ２から第１の信号線ＬＡによって出力された駆動信号が、ポートＰＴ３に第１の信号線ＬＡによって戻っていると判断される。そして、第２の信号線ＬＢで形成されたループ配線ＬＷが存在する状態であると判断される（図９参照）。よって、出力信号ＳＲ２は０に遷移する（矢印Ｙ１２）。
【0048】
出力信号ＳＲ２が０に遷移すると、トライステートバッファＴＢがハイインピーダンスとなる。すると前述したように、隣接するセンサユニットＳＵ（１）に、断線切り換え機能を動作させることができる。よって図１３に示すように、折り返し経路が形成できる（領域Ｒ２１）。また検査信号ＣＫ＝１となる間に、ＤラッチＤＬの出力信号が０となるため、マルチプレクサＭＵＸ１およびＭＵＸ２が切り替わる。これにより図１３に示すように、分岐ユニットＢＵは、第１の状態から第２の状態へ切り換わる。よって、入出力ユニットＩＯＵから伝達された駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）は折り返され、第４出力端子ＤＲＯ＿４から出力される。その結果、第２の信号線ＬＢを用いてセンサユニットＳＵ（１）へ到達し、センサユニットＳＵ（１）で折り返し、第１の信号線ＬＡを用いて分岐ユニットＢＵへ戻る一筆書きの経路を新たに確立することができる。
【0049】
以上説明したように、分岐ユニットのポートＰＴ１～ＰＴ３の各々に対応して切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３を備えることで、シリアル検出経路がループ配線ＬＷを有している場合を検出し、経路切り換えを行うことができる。ループ配線ＬＷの分岐起点を遮断できるため、ループ配線ＬＷを除去することができる。よって、自己組織化によりすべてのセンサをシリアルに駆動検出する経路を確保し、全センサ出力を読み出すことが可能となる。
【0050】
【0051】
時刻ｔ０以前では、センサ制御信号ＥＮには０が入力されている。入出力ユニットＩＯＵの制御回路ＣＣにより、検査信号ＣＫには０が、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）と検出信号ＤＥＡ（Ｉ）には１が出力されている（領域Ｒ４０）。また、センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）内の切換え部ＳＷ１およびＳＷ２のＤラッチＤＬからは１が出力されている。また分岐ユニットＢＵ内の切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３の出力信号ＳＲ２は１とされている（領域Ｒ４１）。このとき駆動信号は、論理を反転することなく分岐ユニットＢＵおよびセンサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）を経由して伝搬するため、入出力ユニットＩＯＵから出力された駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）＝１がすべての駆動信号に伝搬して、すべての駆動信号が１になっている（領域Ｒ４２）。一方で図３に示すように、第１センサＳＥ１および第２センサＳＥ２の検出出力信号ＤＥＯは、検出入力信号ＤＥＩ（前段の検出出力信号）と駆動出力信号ＤＲＯ（本段の検出出力信号）とを、ＮＡＮＤ回路ＮＤで論理合成して生成される。すべての駆動信号の初期値が１であるため、検出信号ＤＥＡはセンサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）を経由する毎に反転されることになる。検出信号ＤＥＡ（Ｉ）が１であるため、ＤＥＡ（２）、ＤＥＡ（４）、ＤＥＢ（０）の初期値が０となり、ＤＥＡ（１）、ＤＥＡ（３）、ＤＥＢ（０）の初期値が１となる（領域Ｒ４３）。なお、Ｂ系列検出信号(ＤＥＢ（１）、ＤＥＢ（２）、ＤＥＢ（３）、ＤＥＢ（０)）はループ配線ＬＷになっており、初期値は不定である（領域Ｒ４４）。
【0052】
時刻ｔ０でセンサ制御信号ＥＮが立ち上がると、検査信号ＣＫが所望の時間だけ１となり、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３において断線チェックが実行される。すべての駆動入力信号は１であるため、断線なしと判断され、経路は維持される。
【0053】
検査信号ＣＫが立ち下がったのちに、時刻ｔ１で駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）が立ち下がると、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１からポートＰＴ２に伝搬し、センサユニットＳＵ（１）のＡ系列の第１センサＳＥ１から駆動・検出が開始される。
【0054】
駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは、ＤＲＡ（０）、ＤＲＡ（１）、ＤＲＡ（２）、ＤＲＡ（３）、の順に伝搬して、時刻ｔ４で分岐ユニットＢＵのポートＰＴ３に入力される。駆動信号ＤＲＡ（３）は、分岐ユニットＢＵにおいて、ループ検査信号ＬＣとして切換え回路ＲＣＣ２に入力される（矢印Ｙ４０）。よって時刻ｔ４において、ループ検査が実行される。この時、切換え回路ＲＣＣ２の駆動迂回信号ＤＲＤは駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）に接続されており、０である。また切換え回路ＲＣＣ２の駆動入力信号ＤＲＩはＤＲＢ（１）に接続されており、１である。この結果からポートＰＴ２－ポートＰＴ３間にループ経路があると判定され、切換え回路ＲＣＣ２の出力信号ＳＲ２が０となる（矢印Ｙ４１）。同時に、切換え回路ＲＣＣ２から出力される駆動信号ＤＲＡ（０）は、ハイインピーダンスになる。
【0055】
時刻ｔ５で再びセンサ制御信号ＥＮが立ち上がると、検査信号ＣＫが所望の時間だけ１となり、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３において、断線チェックと経路切り換えが行われる。このとき切換え回路ＲＣＣ２の出力信号ＳＲ２が０であるため、出力信号ＳＲが０となる（矢印Ｙ４２）。よって図１０の矢印Ｙ２４およびＹ２５で説明したように、分岐ユニットＢＵのポートＰＴ２が遮断され、ポートＰＴ１から入力された駆動信号および検出信号をポートＰＴ３へ出力する経路に切り換えられる。また駆動信号ＤＲＡ（０）がハイインピーダンスで０であるため（領域Ｒ４５）、センサユニットＳＵ（１）内の切換え部ＳＷ１で断線判定がなされる。断線切り換え回路１の出力信号ＳＲが０となり、センサユニット１のポートＰＴ１が遮断される。よって折り返し経路に切り換えられる（図１３、領域Ｒ２１参照）。
【0056】
検査信号ＣＫが立ち下がったのちに、時刻ｔ６で駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）が立ち下がると、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１からポートＰＴ３に伝搬し、センサユニットＳＵ（３）のＢ系列センサ(第２センサＳＥ２)から駆動検出が開始される（図１３参照）。
【0057】
駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは、ＤＲＢ（０）、センサユニットＳＵ（３）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、ＤＲＢ（３）、センサユニットＳＵ（２）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、ＤＲＢ（２）、センサユニットＳＵ（１）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、の順に伝搬する（矢印Ｙ４３、Ｙ４４）。そしてセンサユニットＳＵ（１）のポートＰＴ１手前で折り返され、センサユニットＳＵ（１）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、ＤＲＡ（１）、センサユニットＳＵ（２）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、ＤＲＡ（２）、センサユニットＳＵ（３）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、ＤＲＡ（３）、ＤＲＢ（Ｕ）の順に伝搬して、入出力ユニットＩＯＵにリターンする（矢印Ｙ４５、Ｙ４６）。シリアル出力信号ＳＯＵＴには、ＴＢ３、ＴＢ２、ＴＢ１、ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３の順に、センサの時定数出力パルスが出力される。
【0058】
図１４の例では、１回目の駆動検出(時刻ｔ０～ｔ５)において、ループ配線ＬＷの検出が実行される。２回目の駆動検出開始時(時刻ｔ５～ｔ６)において、断線検査とループ配線除去が実行される。２回目以降の駆動検出時(時刻ｔ６～)において、すべてのセンサを一筆書きで駆動検出する経路が確立され、センサネットワーク１上の全センサの時定数出力系列を連続して読み出すことができる。__
【0059】
（断線故障がある場合の動作例）
次に、センサユニットＳＵ（１）とＳＵ（２）との間に断線故障が発生した場合の動作説明を、図１５の動作説明図を用いて行う。
次に、センサユニットＳＵ（１）とＳＵ（２）との間に断線故障が発生した場合の動作説明を、図１５の動作説明図を用いて行う。
【0060】
時刻ｔ０以前では、図１４と同様に、センサ制御信号ＥＮには０が入力されている。検査信号ＣＫには０が、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）と検出信号ＤＥＡ（Ｉ）には１が出力されている（領域Ｒ５０）。また、センサユニットＳＵ（１）～ＳＵ（３）内の切換え部ＳＷ１およびＳＷ２のＤラッチＤＬからは、１が出力されている。センサユニットＳＵ（１）およびＳＵ（２）の出力信号ＳＲは１とされている（領域Ｒ５１）。また分岐ユニットＢＵの出力信号ＳＲ２は１とされている。
【0061】
Ａ系列駆動信号は、入出力ユニットＩＯＵから出力された駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）＝１が、分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１およびＰＴ２経由でセンサユニットＳＵ（１）のポートＰＴ１およびＰＴ２まで伝搬する。よって駆動信号ＤＲＡ（０）およびＤＲＡ（１）は１になる（領域Ｒ５２）。センサユニットＳＵ（２）のポートＰＴ１の駆動入力信号ＤＲＩは、切換え部ＳＷ１内のプルダウン抵抗ＲＩにより０になっている。これがセンサユニットＳＵ（２）のポートＰＴ２経由でセンサユニットＳＵ（３）のポートＰＴ１、ＰＴ２、分岐ユニットＢＵのポートＰＴ３、ポートＰＴ１の順に入出力ユニットＩＯＵまで伝搬する。よって、駆動信号ＤＲＡ（２）、ＤＲＡ（３）、ＤＲＢ（Ｕ）は０である（領域Ｒ５３）。
【0062】
Ｂ系列駆動信号は、センサユニット１のポートＰＴ２入力部の断線により、ポートＰＴ２の駆動入力信号ＤＲＩが０となる。これがセンサユニットＳＵ（１）のポートＰＴ１経由で分岐ユニットのポートＰＴ２、ポートＰＴ３、センサユニットＳＵ（３）のポートＰＴ２およびＰＴ１、センサユニットＳＵ（２）のポートＰＴ２、ＰＴ１の順に伝搬するため、駆動信号ＤＲＢ（１）、ＤＲＢ（０）、ＤＲＢ（３）、ＤＲＢ（２）は０である（領域Ｒ５４）。一方、検出信号は、検出信号ＤＥＡ（Ｉ）＝１であることから、検出信号ＤＥＡ（０）＝１、ＤＥＡ（１）＝０、となっている。その他の検出信号は、センサユニットの断線部ポートの検出入力信号が断線によるハイインピーダンスで不定値である（領域Ｒ５５）。
【0063】
時刻ｔ０でセンサ制御信号ＥＮが立ち上がると、検査信号ＣＫが所望の時間だけ１となり、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２、切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３において断線チェックが実行される。このときセンサユニットＳＵ（１）とＳＵ（２）との間の断線により、センサユニットＳＵ（１）の切換え部ＳＷ２の出力信号ＳＲが０になるとともに、センサユニットＳＵ（２）の切換え部ＳＷ１の出力信号ＳＲが０になる。よって図８に示すように、断線が発生しているポート手前で折り返される経路に切り換えられる。この経路切り換えにより、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）＝１がすべての駆動信号に伝搬するため、時刻ｔ０以前に０であったすべての駆動信号が１になる（領域Ｒ５６）。また、不定値であった検出信号の値も確定する（領域Ｒ５７）。
【0064】
検査信号ＣＫが立ち下がったのちに、時刻ｔ１で駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）が立ち下がると、駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは分岐ユニットＢＵのポートＰＴ１からポートＰＴ２に伝搬し、センサユニットＳＵ（１）のＡ系列センサから駆動・検出が開始される。
【0065】
駆動信号ＤＲＡ（Ｉ）の立ち下がりは、ＤＲＡ（０）、センサユニットＳＵ（１）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、センサユニットＳＵ（１）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、ＤＲＢ（１）、の順に伝搬して、分岐ユニットＢＵに戻る（矢印Ｙ５１）。さらにＤＲＢ（０）、センサユニットＳＵ（３）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、ＤＲＢ（３）、センサユニットＳＵ（２）の第２センサＳＥ２（Ｂ系列センサ）、センサユニットＳＵ（２）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、ＤＲＡ（２）、センサユニットＳＵ（３）の第１センサＳＥ１（Ａ系列センサ）、ＤＲＡ（３）、ＤＲＢ（Ｕ）の順に伝搬して、入出力ユニットＩＯＵにリターンする（矢印Ｙ５２）。シリアル出力信号ＳＯＵＴには、ＴＡ１、ＴＢ１、ＴＢ３、ＴＢ２、ＴＡ２、ＴＡ３の順に、センサの時定数出力パルスが出力される。
【0066】
（効果）
本実施例のセンサネットワーク１では、断線故障が発生したポートや、隣接ユニットと結線されていないポートを検知し、そのポートを使用せずに迂回する経路に自動で切り換えることができる（図１５の時刻ｔ０、図８などを参照）。また分岐ユニットＢＵでは、駆動信号がポートを伝搬する順序から、ループ配線ＬＷの有無を検知することができる（図１４の矢印Ｙ４１などを参照）。そして、ループ配線ＬＷの起点となっているポートを使用せずに迂回する経路に自動で切り換えることで、ループ配線ＬＷを除去することができる（図１３参照）。この断線迂回機能およびループ配線除去機能により、センサユニットＳＵや分岐ユニットＢＵを自由に接続したセンサネットワークに対して、自己組織化によりすべてのセンサを駆動・検出する一筆書き経路を確立することができる。よって、全センサのシリアル出力を読み出すことが可能となる。
本実施例のセンサネットワーク１では、断線故障が発生したポートや、隣接ユニットと結線されていないポートを検知し、そのポートを使用せずに迂回する経路に自動で切り換えることができる（図１５の時刻ｔ０、図８などを参照）。また分岐ユニットＢＵでは、駆動信号がポートを伝搬する順序から、ループ配線ＬＷの有無を検知することができる（図１４の矢印Ｙ４１などを参照）。そして、ループ配線ＬＷの起点となっているポートを使用せずに迂回する経路に自動で切り換えることで、ループ配線ＬＷを除去することができる（図１３参照）。この断線迂回機能およびループ配線除去機能により、センサユニットＳＵや分岐ユニットＢＵを自由に接続したセンサネットワークに対して、自己組織化によりすべてのセンサを駆動・検出する一筆書き経路を確立することができる。よって、全センサのシリアル出力を読み出すことが可能となる。
【0067】
センサユニットＳＵおよび分岐ユニットＢＵは、本明細書で説明した基本原則を備えている。従って、ループ配線ＬＷが多数ある場合は、ループ配線ＬＷの数と同じ回数だけ経路切り換えがなされ、最終的にすべてのセンサを一筆書きで経由する伝達経路を確立することができる。ロバスト性をより高めることが可能となる。
【0068】
本実施例のセンサネットワーク１は、自己組織化の能力を備えている。従って、分岐ユニットＢＵのポート数や、センサユニットＳＵのシリアル接続の形状は、自由に拡張することができる。例えば、分岐ユニットＢＵが４つ以上のポートを備えていてもよい。またシリアル接続されたセンサユニットＳＵのグループの２つ以上が、１つの分岐ユニットＢＵに備えられていてもよい。センサユニットＳＵのシリアル接続形状を、環状よりも複雑な形状（例：８の字形状）にしてもよい。また、ある分岐ユニットＢＵから伸びているセンサユニットＳＵのシリアル接続経路上に別の分岐ユニットＢＵが接続されている、という自己相似性を有していてもよい。
【0069】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【0070】
（変形例）
図１６に、４つのポートＰＴ１～ＰＴ４を備えた分岐ユニットＢＵａの構成例を示す。ポートＰＴ１～ＰＴ４の各々に、切換え回路ＲＣＣ１ａ～ＲＣＣ４ａが備えられている。変形例の切換え回路ＲＣＣ１ａ～ＲＣＣ４ａ（図１６）は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３（図６）が備える入力端子ＬＣに代えて、入力端子ＬＣ１およびＬＣ２を備えている。その他の構成は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３と同様であるため、説明を省略する。また図１７を用いて、切換え回路ＲＣＣ１ａの内部構成について説明する。変形例の切換え回路ＲＣＣ１ａ（図１７）は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１（図７）が備えるループ切換え回路ＬＳおよびループ検出回路ＬＤに代えて、ループ切換え回路ＬＳａおよびループ検出回路ＬＤａを備えている。その他の構成は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１と同様であるため、説明を省略する。図１６および図１７のような回路構成を有することで、４つのポートＰＴ１～ＰＴ４を備える場合においても、シリアル検出経路がループ配線ＬＷを有している場合を検出し、経路切り換えを行うことが可能となる。なお、変形例の分岐ユニットＢＵａの動作内容は、実施例の分岐ユニットＢＵと同様であるため、詳しい説明は省略する。また、図１６および図１７に示した、ポート数を３つから４つに増加させる回路構成を用いることで、ポート数をさらに５つ以上に拡張することも可能である。
図１６に、４つのポートＰＴ１～ＰＴ４を備えた分岐ユニットＢＵａの構成例を示す。ポートＰＴ１～ＰＴ４の各々に、切換え回路ＲＣＣ１ａ～ＲＣＣ４ａが備えられている。変形例の切換え回路ＲＣＣ１ａ～ＲＣＣ４ａ（図１６）は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３（図６）が備える入力端子ＬＣに代えて、入力端子ＬＣ１およびＬＣ２を備えている。その他の構成は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１～ＲＣＣ３と同様であるため、説明を省略する。また図１７を用いて、切換え回路ＲＣＣ１ａの内部構成について説明する。変形例の切換え回路ＲＣＣ１ａ（図１７）は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１（図７）が備えるループ切換え回路ＬＳおよびループ検出回路ＬＤに代えて、ループ切換え回路ＬＳａおよびループ検出回路ＬＤａを備えている。その他の構成は、実施例の切換え回路ＲＣＣ１と同様であるため、説明を省略する。図１６および図１７のような回路構成を有することで、４つのポートＰＴ１～ＰＴ４を備える場合においても、シリアル検出経路がループ配線ＬＷを有している場合を検出し、経路切り換えを行うことが可能となる。なお、変形例の分岐ユニットＢＵａの動作内容は、実施例の分岐ユニットＢＵと同様であるため、詳しい説明は省略する。また、図１６および図１７に示した、ポート数を３つから４つに増加させる回路構成を用いることで、ポート数をさらに５つ以上に拡張することも可能である。
【0071】
切換え回路ＲＣＣ１（図７）のループ検出回路ＬＤに備えられているＤフリップフロップＤＦとして、外部から保持値を設定できるプリセット付きＤフリップフロップを用いてもよい。また、切換え回路ＲＣＣ１のＤラッチＤＬや、切換え部ＳＷ１およびＳＷ２（図３）のＤラッチＤＬとして、外部から保持値を設定できるプリセット付きＤラッチを用いてもよい。電源投入時にプリセットするようにすることで、ＤフリップフロップおよびＤラッチの初期値を確実に１にすることができる。
【0072】
本実施例では、センサアレイを内蔵しない分岐ユニットＢＵの例を示したが、分岐ユニットＢＵにセンサアレイを内蔵してもよい。また入出力ユニットＩＯＵは、複数のポートを備えていてもよい。
【0073】
本明細書の技術は、センサネットワーク１上の全センサの出力を連続して読み出すための経路生成を目的としている。従って、読み出される出力信号の種類は、時定数出力パルスに限られない。デジタル出力信号などの各種出力信号に対して、本明細書の技術を適用することができる。
【0074】
図３のセンサユニットＳＵ（Ｎ）では、検知対象の物理量として、検知素子ＴＨの抵抗値を用いる場合を説明したが、この形態に限られず、様々な物理量を検知対象とすることが可能である。例えば、フォトダイオードＰＤの検知電流や、可変容量素子の静電容量を検知対象としてもよい。
【符号の説明】
【0075】
１：センサネットワーク ＳＵ（１）～ＳＵ（３）：センサユニット ＢＵ：分岐ユニット ＩＯＵ：入出力ユニット ＬＡ：第１の信号線 ＬＢ：第２の信号線 ＤＲＩ＿１およびＤＥＩ＿１：第１入力端子 ＤＲＩ＿２およびＤＥＩ＿２：第２入力端子 ＤＲＯ＿１およびＤＥＯ＿１：第１出力端子 ＤＲＯ＿２およびＤＥＯ＿２：第２出力端子 ＳＷ１およびＳＷ２：切換え部 ＳＥ１：第１センサ ＳＥ２：第２センサ ＰＴ１～ＰＴ３：ポート
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】